北京、新疆兩地公安協同合作，對新疆多處案發現場進行了詳細的勘察。通過大量的調查，罪犯作案時用的摩托車、撬杠、樹枝等重要物證依次找到，這給偵破提供了更多的線索。8月27日，公安部在新疆召開了京、新系列槍案偵察工作協調會，認定三地發生的九起案件系同一伙罪犯所為，并認定兩個嫌疑人一高一矮，高個為北京人，矮個為新疆本地人。新的摸排條件隨之建立：第一，與北京、新疆兩地有聯系的人；第二，嚴打以來的北京調犯；第三，有服役史或有服役史并能熟練掌握軍用槍支的人。工作重點縮小到十戶灘鎮，關天明、白寶山已開始走入警方的視野。恰恰在這時，專案組接到阜康市公安局的報告，報告稱天池風景內發現一具無名尸體，死亡時間應為8月28日。

張學良告訴王樹翰，他不止打落牙齒和血吞，是連舌頭都咬斷了，一山容不了二虎，王樹翰聽出他未竟的狠厲之意，勸他不要魯莽行事。楊宇霆帶著常蔭槐去找張學良，他認為東北鐵路應該聯通聯運統一管轄，必須成立東北鐵路督辦總署，督辦必須是常蔭槐，兩人拿出公文和筆一定要張學良簽字，張學良說這涉及外交不可草率，看兩人不依不饒退一步說留二人吃飯再說，兩人卻拒絕了稱晚上再來。看著兩個時時在自己面前都要說一不二的人離開的身影，張學良叫來了警衛處長高紀毅，命令他以阻撓國家之罪在帥府老虎廳辦了他們。夜晚，毫不知情的楊宇霆和常蔭槐進入了老虎廳，兩人還嬉笑著談論酒菜，就被早就整裝待命的警衛制服并立即處決了，張學良關上臥室門，聽到槍聲的于鳳至驚惶的抱住了他。張作相等人到了帥府，楊常二人的尸體被拖出府外，面對張作相的質問，張學良說若是自己不對會向東北父老請罪，可他自問沒有做錯，張作相讓他好好辦理二人后事。東京方面一向認為張學良是楊宇霆的傀儡，楊宇霆被殺的消息令他們震驚，菊池武夫更是覺得如此棘手的繼承權問題張學良沒有選擇向日本尋求一絲的幫助，很可能說明他的內心激蕩著某種反日情緒。鮑毓麟和張廷樞玩笑般說起張學良手段厲害，張作相嚴

張學良為了統一東北軍內部的精神和思想避免分歧，他決定近日在軍官訓練團做一次演講，明明白白的講述自己抗日的決心和態度。他事先在軍事會議上征求意見，說到東北故土被日軍鐵蹄踐踏，在座的東北軍官苦悶傷痛，張學良聽到“大帥尸骨還埋在東北”這樣的話更是跑到門外痛哭嘶吼。隨后，張學良到軍官訓練團作看題目為《中國的出路唯有抗日》的演講，當有軍官以他蓋的小洋樓為證質中共駐東北軍代表劉鼎給張學良送來了周恩來和毛澤東的親筆信，張學良非常高興，朋友的熱忱和信任，共同的抗日決心讓他有了膽氣和定見，他決定抓緊控制東北軍，重點培養得力干部，積極聯絡楊虎城等十七路將領和閻錫山傅作義等地方實力派，要以抗日相號召使蔣介石無法反對，并且他還在東北軍內部發行刊物——《活路》，旨在“逼蔣、聯共、抗日、擁張”。蔣介石看了特務送過來的《活路》，覺得張學良身邊肯定有高人指點。軍統特務到了十七路軍印刷廠抓走了楊虎城的幕僚——中校參謀郭增愷，蔣介石還派來了大批政訓人物。大家都說張學良和蔣介石形同父子，可是張學良卻感嘆：自己的父親何時派了特務在自己的身邊！中共公開發表了停戰議和的電文，張學良建議蔣介石就坡下驢一致抗日，蔣介石正為兩廣事情煩

根據李明提供的情況及對408案發現場的彈痕分析，專案組制定出對犯罪嫌疑人的摸排地點便定在337公路總站附近。工作人員分成兩部分行動，一部分負責找裝槍袋，另一部分負責摸排。然而雖作出了大量的工作，兩方面都無任何進展，槍袋沒有找到，摸排也一無結果。事實上，在摸排過程中，民警曾到過白寶山的家，但表面老實巴交的白寶山并未引起他們的注意。工作重點不得不放在對75－18子彈彈源的調查上，經過器量的分析、比對、最后確定彈源應在蘭州軍警。

張學良回國后，張作霖帶著各級軍官和家人觀看了他帶回的有關日軍現狀的影片，張學良告訴父親，自己沒被嚇住，而是激發了整頓軍隊的決心，東北軍必須迎頭趕上拉近與日軍的距離。郭松齡說日本人給了張學良儲君待遇是想要拉攏他，而他這種憂慮體現了他的民族意識，國家出現了問題，每個人都有責任找出一條路。張學良說張作霖已經正式任命楊宇霆為總參謀長，郭松齡卻說楊宇霆不是來整軍的，而是為了實現自己的野心。張學良帶著徐副官去見了楊宇霆，楊宇霆說自己勸張作霖不要接受吳佩孚的挑戰，而張學良的“整頓軍紀、加強訓練、選拔軍官、全面整頓”十六字方針跟自己不謀而合，自己找他是為了合作的。兩人就整軍一事初步達成了統一的步調。隨后，張學良和徐副官帶了酒食給巡視演習場地的郭松齡等人，郭松齡聽張學良談到楊宇霆，立即大光其火，揚長而去。第五混成旅二團六連嘩變，士兵搶掠如土匪，楊宇霆提議張作霖召開了最高級別的軍事會議，張學良被父親叫來參會，意外的得知自己被任命為第二梯隊總司令，統轄三四八旅。張作霖決定與直系吳佩孚作戰，可那些老把式卻沒有一個真的愿意打，楊宇霆告訴張學良最好的革新就是實戰，否則永遠沒有機會。清晨，張學良偷偷的起來拿錢發現密