世紀30年代初，全國各派系軍隊中，若論裝備精良，張學良的東北軍若謙稱自己第二，那麼蔣介石的中央軍嫡系部隊也萬萬不敢稱第一。
東北軍的武器裝備除外購外，主要來自瀋陽兵工廠。該廠設備先進，槍炮產量很大，質量上乘。“918”事變後，日軍佔領了該兵工廠，俘獲了全套生產設備和大量庫存槍炮。日軍對其的評價是“不亞於大阪兵工廠”。據統計，該兵工廠淪陷前，所生產的大炮佔佔整個民國期間中國生產的大炮近半數，質量也屬最佳。其生產能力為每月步槍4000枝，輕機槍40挺，重機槍100挺，子彈1500萬發。大炮年產量200門。
靠著該廠出產的大炮，1927年奉軍重新入關時，編成了當時全國，也是民國唯一的一個炮兵軍，軍長鄒作華，下轄2個炮兵旅。在槍械方面，該廠不僅大批量生產遼十三式步槍，而且在“918”事變前，甚至開始著手仿製捷克ZN29半自動步槍。
張作霖執政時期最為重視軍隊的發展，成立了全國一流的現代化軍校——東北講武堂，高薪聘請歐美軍事專家，共計培養了30000多名指揮人才和優秀士兵。同時還建成了亞洲最大的兵工廠——東北兵工廠，月產迫擊炮80門，炮彈40000發，輕機槍500挺，重機槍30挺，步槍4000支，足以裝備東北軍一個師。
東北兵工廠
當時的東北軍也是盛極一時。正規軍共40萬人，其中陸軍編為25個步兵旅、6個騎兵旅、10個炮兵團，裝備精良，擁有數量眾多的輕重機槍，多種口徑的野戰火炮，榴彈炮，還裝備有當時中國其他軍隊沒有的“雷諾”FT-17型坦克。
東北軍陸軍炮群
東北軍還擁有空軍戰機300餘架，編為5個航空隊，多數為外國進口的先進戰機，也有東北軍自己製造的遼F1雙翼型戰鬥機，它吸收了德國和法國戰鬥機的優點，當時算是比較先進的機型。此外還有遼FH1式，這種轟炸機可載4枚100千克的航空炸彈，是一種航程比較遠的轟炸機，實力在國內首屈一指。
東北軍空軍戰機
發展到了全盛時期的東北海軍，擁有巡洋艦、驅逐艦、炮艦等大小艦隻21艘，約有3.22萬噸，艦隊的官兵大概3300人。而當時全國海軍艦隻僅有4.2萬噸，官兵約有5400人。
“918”事變爆發時，東北軍每連下轄3排，每排4班。每班步槍10支，捷克式輕機槍1挺，擲彈筒1具，手榴彈每人4枚。每營轄4連。每團下轄3個營和直屬的重機槍連（馬克沁重機槍12挺），迫擊炮連（82迫擊炮6門），平射炮連（遼14年式37毫米平射炮4門）和通信排各1個。旅轄3團， 1個特務連（該連為旅部衛隊，全部裝備衝鋒槍），1個騎兵連（下轄4個排，全連官兵182名，裝備七九騎槍），1個重迫擊炮連（150毫米口徑重迫擊炮6門），1個通訊連（擁有全套的有線和無線通訊設備）。
當時的東北軍，其擁有的重機槍、迫擊炮數量和質量在全國首屈一指，尤其是平射炮和重迫擊炮在當時全國領先。“918”事變後，因為不抵抗，日軍以微乎其微的代價，獲得了極為豐厚的戰果。僅在瀋陽兵工廠及瀋陽的各大軍需倉庫，日軍就繳獲步槍10萬餘枝，各種機槍2800挺，手槍2600餘支，各種炮600餘門，各種迫擊炮2500餘門，各種子彈1.5億餘發，各種炮彈50餘萬發，各式飛機265架，坦克12輛。
東北軍雖然失去了瀋陽兵工廠這個主要軍火來源，但靠著之前在關內的儲備，其裝備仍然精良充實。1935年，東北軍第107師1個加強團在榆林橋被紅15軍團殲滅，紅軍繳獲迫擊炮8門，重機槍16挺，輕機槍100餘挺。瘦死的駱駝比馬大，由此可見一斑。之後，紅軍與東北軍、陝軍結成“三位一體”同盟，王以哲為了示好，曾送給紅軍一批79步槍，子彈數萬發。張學良大筆一批，從庫存裡撥付3000支步槍和60萬發子彈交與紅軍，以此作為見面禮。
淞滬會戰期間，由張學良衛隊改編的49軍損失過半。國民政府拔給其一個4團制的徒手新兵師，49軍動用庫存武器將該師武裝起來，每班均配有1挺輕機槍。在南昌會戰中，49軍損失了近一個師的裝備，因為怕國民政府趁機取消其番號，因此隱瞞不報，用自己庫存的武器補齊缺額。這些庫存武器，直到抗戰結束還沒用完，這是保證該軍存在的有力物質基礎。
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