顾维钧对日本素有警惕，辅佐张学良时，劝他对日要强硬，但张学良遵从蒋介石“攘外必先安内”的政策，同时为了保存东北军实力，在1931年九一八事变中一枪未发便退出关外。而此时，蒋介石还在江西“剿共”，不知日本侵略者的全面战略。事实上，当时仅东北军兵员便几乎与日本全国兵力相等，而国民党军队几乎是日本当时的关东军的10倍。毫不抵抗地退出，使关东军轻易地占领了东北，日本侵略者的野心因此更加膨胀，也使国际上更加看不起中国。
九一八事变后，南京政府的外交部部长王正廷被民众舆论轰下了台，蒋介石同张学良商量，要顾维钧前往南京任职，并派飞机前去迎接。顾维钧就任南京政府外交部部长后，即提出设立“锦州中立区”的缓兵之计，为全国民众所不容，不久被迫下台，转任“东北收复失地委员会”委员长。
四、亲历抗战与内战
1932年1月12日，国联行政院任命英国人李顿为团长的调查团来到中国，调查由于日本在东北的侵略行为所形成的“满洲问题”，顾维钧作为中国代表参加调查团。由于顾维钧坚定的爱国态度和巨大的国际影响，日本当局十分害怕顾维钧作为中国代表去满洲，千方百计予以阻拦，并以暗杀相要挟。顾维钧则表示：“如果生命遭到不测或为国牺牲，我认为这是一件极大的光荣。”