当时袁世凯刚刚去世不久，中日关系尚未完全缓和，如果张作霖处置不当，轻者可能滚鞍落马，乖乖地把位子让给冯麟阁等政敌，重者将导致东三省沦丧，“九一八”事变提前上演。在这种形势下，张作霖恐怕不太可能意气用事，更无法轻率地说出“我拿一千五百两银子不就完事了嘛”一类的段子。后者倒与当时流传于东北民间的一些传说相辅相成，这些传说夸大了张作霖与日军对抗的行为，虽然听上去鼓舞人心，其实反倒显得当事人颟顸无知，毕竟国事不是儿戏。
事实上，张作霖既没有任着性子胡来，也没有消极等待，他急令奉天外交人员及郑家屯当地驻军调查事件原委，而后写成报告书送交北京外交部。在外交部对案情还茫然无所知的情况，张作霖提交的报告书不仅避免了自己成为事件的替罪羊，也为中央对日交涉提供了及时准确的依据。
中国驻军撤离后，日军占据了奉军的所有营房，并非法架设军用电线电话。至1916年8月底，从各方增兵开进郑家屯的日军已达一千五百余人，日本还计划调集八千人开赴郑家屯，其意图显然已不仅限于为蒙军打掩护。有证据表明，日本的最终目标是要趁西方列强忙于第一次世界大战，无暇顾及东北“门户开放”之际，以军事实力压迫中国承认“二十一条”，并进一步吞并“满蒙”。某种程度上，它甚至可以被看成是十五年后“九一八”事变的一次预演。
事情到了这一步，似乎张作霖跟其他人也没什么两样，该服软的时候还得服软。如果你真这么想，那你就太小看他了，因为他还给心腹部下们另外下了一道绝密命令：“令该匪逃出，俟离站较远即行痛剿，免为外人藉口。”
什么意思？你总不能在车站里待一世吧，等你离开郭家店，到远一些的地方我再灭你，那样更干脆，还让日本人说不得闲话！
在中央出面展开交涉的同时，张作霖也没敢闲着，他一面电致北京政府，请求增兵以备万一，一面派身边的另一名日籍军事顾问菊池武夫到郑家屯进行调查（菊池的军衔为中佐，町野只是少佐，所以由菊池出面）。说是调查，实际是让菊池做调停人，希望能够大事化小，把紧张局面缓和下去。当着菊池的面，日方不惜撕下“中立”伪装，公开出面保护蒙军，他们让菊池给张作霖带话，以奉军“扰乱租界及子弹飞入附属地”为由，要求奉军立即与蒙军停战，对巴布扎布也勿予追究，否则的话就将施以武力。
张作霖驻兵新民时没有与日军发生直接武装冲突的记载，有据可查的便是郑家屯事件，很可能张学良自己在回忆中把二者混淆了。郑家屯事件爆发时，正值奉军与蒙军激战于郭家店，于是日方就趁机对这一事件进行扩大化，以便转移张作霖的注意力，对已处于被动和劣势地位的蒙军进行掩护。秉承日本参谋本部的旨意，井上先是提出“凡中国军队均须退出城外三十里”，继而照会张作霖，要求驻郑家屯至四平街沿线三十里内的奉军全数撤离。
听菊池传达日方要求后，张作霖进行了审慎研究。他考虑到，郭家店确属南满铁路附属地，一旦奉军在此处与蒙军大打出手，即便没有郑家屯事件的影响，也很容易给日本人授以口实。为了不使东北局势进一步复杂化，他只得下令停战，同时派菊池再次与日方联络，表示同意日方提议，对蒙军不加讨伐，令其安全退回蒙境。
张学良晚年回忆父亲的事迹，说张作霖驻军新民府时，当地也驻有日军，两边军营都有人逛妓院，因为一言不合，发生群殴。张作霖的士兵被打死了两个人，张作霖为此火冒三丈，非要对方偿命不可。日军方面自知理亏，便提出给每个被打死的中国兵各赔五百两银子。张作霖不听犹可，一听更火了，过了三天，他也派人打死了三个日本人。对方闹上门来，他双手一摊，说那我还是按照前例，一人赔五百两银子：“我拿一千五百两银子不就完事了嘛！”
对郑家屯事件的背景和日方的真实意图，北京政府最初认识得并不是很清楚，“以为系偶然发生之冲突，且系地方上事件”，于是命奉天当局直接与日本交涉了结此案。张作霖派人与日本驻奉天代理总领事矢田进行交涉，但日本政府拒绝在奉天谈判，他们强硬要求由日本公使与北京政府直接交涉，北京政府方面这才知道事情的严重性。
