9月9日，吉田茂访问张作霖又质问此事，张作霖说：“东北当局没有这项计划，即使有计划也没有筑路资金。”含混其词，回避这个问题的目的是拖延时间争取工程进度。9月17日，吉田茂代表日本政府用照会抗议，称打通路是日本南满路“平行竞争之路”，张作霖违背中日条约，“是帝国政府(日本)所预想不及之事”，“不能默视”，10月27日，张作霖复照日本：“此项铁路现在并无计划敷设之事。如将来为开发奉省起见，经官府或人民提议兴修，事关内政，届时自当斟酌情形为之。贵国政府对于奉省地方事业夙抱开发之意，贵总领事必能乐于赞助，似无干预之必要也。”
12月28日，代理总领事蜂谷辉雄见杨宇霆，要求东北当局停止彰武以北的计划。杨说：“奉天省政府没有彰武至通辽计划，彰武铁路快完工了，京奉路局把奉天以西换下的旧轨用于何处，这些都与奉天省无关。一切听京奉路和交通部决定，东北当局并未参与打通路计划。”当时双方争论十分激烈，杨宇霆还说：“东三省自建铁路是为了发展地方经济，日本政府不应该只考虑满铁会社的经济利益，而阻碍东北铁路连成干线，更不应该向东北当局提出无理抗议。”蜂谷说：“东北当局必须尊重中日之间的条约和一切协定，才能保持双方友好关系。”杨回答说：“理由已如上述，这些问题不是本人专职负责，我本人一切听从张作霖上将军指示，今天争论的重大问题，东北当局不能按日本要求答复。至少，我不能答复。”蜂谷说：“鉴于以往您是张作霖集团中的决策人物，您不答复实在令人费解，帝国政府要求张作霖答复。”蜂谷当场拿出带来的抗议照会交给杨宇霆。照会口气强硬，中日矛盾达到尖锐化程度。可是张作霖和杨宇霆仍然不顾日本抗议和威胁，同时筹办吉海铁路，加快了打通铁路彰武以北的工程进度。1927年初，吉海路工程在中日交涉中进行，张作霖对日本抗议打通路不再回答。日本政府于1927年5月4日训令吉田茂总领事：鉴于东北自建铁路达到高潮，对张作霖和杨宇霆抗议无效；吉田茂建议切断京奉路经过满铁附属地一段军事运输等其他施加压力的做法也不见得有效；日本政府只是坚决抗议。
1927年10月打通铁路基本完工。10月24日，奉常荫槐命令，打通路与四洮铁路在通辽接通轨道。11月15日，打通铁路正式营业。奠定了自建西干线的基础，发挥了军事运输和开发地方经济的重要作用，而且在货运方面起到了与日本南满路竞争的重要作用。
奉海铁路，又称沈海铁路，它是奉系军阀用本国资金和技术修建的东北第一条官商合办的铁路干线。自奉天大北边门外(今东站)起经过抚顺、清原，终点至海龙县城(今海龙镇)。以后干线延长至朝阳镇(今辉南)，全长2635公里；梅西支线自梅河口(今莲河)经东丰至西安(今辽源煤矿)，计736公里。
1922年下半年，杨宇霆建议修建本国投资的东干线。王永江积极支持和筹备修建奉海路。可是，奉海路干支线全被日本不平等条约占据借款权和修筑权，中日满蒙五路和满蒙四路占据东干线预定线修筑权。张作霖和杨宇霆责成王永江与日本交涉，收回修筑权，以一条模范铁路，发展东北的本国铁路。
王永江自1923年1月与满铁交涉，希望日本方面放弃借款权。经过两年交涉，最后奉天省用借款修筑洮昂铁路作为妥协条件，日本政府在签订洮昂合同的当时，声明放弃奉天经海龙的铁路借款权和修筑权。1925年春，王永江在八王寺设立筹备处。5月14日成立奉海铁路公司，奉天政务厅长王镜寰为公司总经理，原四洮路总务处长、技术人员陈树棠为技术长(总工程师)。
奉海铁路公司是奉系军阀设立的第一个官商合办的铁路公司。修建第一个官商合办的铁路干线，具有开创性和典型性。因为财政困难，决定招收商民投资。暂定本国资金为奉大洋2000万元，官商各投资一半。官股由奉天省政府财政厅投资，由官银号支出。商股由各大银行、各地银行和各商民个人募集。商股不足额，或整个投资不足，由省政府随时垫支，保证了筑路资金来源。明确规定，公司股票只准中国人持有，不准抵押或转汇给外国人。
奉海干线于1925年7月开工，1927年8月奉天自海龙线完工，1928年8月延长至朝阳镇；支线于1927年5月开工，12月完工，第二年延长至矿山。奉天省财政厅与东三省兵工厂、奉海铁路公司三方联合兴办西安煤矿，把中日合办的西安煤矿收回自办，为兵工厂和铁路供应煤炭，解决了煤炭供应问题，摆脱了满铁抚顺矿的控制。奉海铁路的施工过程损失了奉票毛荒资金，由省政府垫付大量资本终于修成铁路，共用资金现大洋1600万元，官股占其中三分之二，商民股金占三分之一。1931年资产超过2000万元，营业利润逐年增多，官商合办企业获得成功。
在技术方面，奉海路是用本国技术力量修成的。本国工程师主持一切设计和施工。王永江从四洮铁路局调来一大批技术人员，陈树棠任技术长(总工程师)，工程师温维湘、韦允裕、齐占一、蓝田、邹登明，见习工程师齐荫棠负责具体设计和施工。还任命工程师张国贤为工程课长(科长)，工段长史通等四人都是技术人员，聚集了一批铁路工程人才为东北自建铁路的骨干力量。奉海路线路工程比采用日本技术修建的洮昂路和吉敦路质量好得多，而且比日本节省三分之一、二分之一资金。日本原估价奉海路至少用3000万元，而陈树棠设计的方案较日本估价的同质量铁路节省1000万元。
吉海铁路是张作霖自建东干线计划的北段。奉海路开工时吉林省缺乏资金没有同时筹备。1926年，吉林省财政收入达1800万元，年结余400万元。10月，吉林省商务会和教育会等团体向省议会要求修铁路，当时吉林省境内有中东路和南满路，还有吉长路和正在修建的吉敦路，这4条铁路都有外国资本关系。张作霖和张作相决心修建本国投资本国管理的吉海干线。10月23日，张作霖和交通委员会批准吉海计划，26日张作相任命李铭书为总办，成立筹办处。
日本政府于1913年满蒙五路条款和1918年满蒙四路条款占据吉海路借款权。但是，1924年在中日奉海和洮昂路交涉中，日本已经放弃海龙及其延长线的借款权，这次还想用吉海借款权限制自办东干线的完成。日本驻奉天总领事和驻吉林总领事分别向张作霖和张作相抗议，还利用东京报刊和在东北报刊宣传吉海路是南满路的并行线和竞争线。11月15日，吉田茂会见杨宇霆向东北当局提出口头抗议。杨回答说：“吉海路是奉海路的延长线，奉天省政府已经以借款洮昂路为妥协条件，经松冈洋右代表日本政府已经放弃奉海及其延长线的借款权，当时并未规定不准延长，日本没有理由再抗议。”吉田茂无法回答，临走时拿出抗议张作霖的照会，抗议张作霖和东北当局“藐视条约之规定，擅自修筑我方特别重视之铁路计划，实为我方所难谅解”，必须“将该计划中止”。
11月28日，东三省交通委员会在奉天专门召开会议商议对策。奉天省长莫德惠、吉林督军兼省长张作相等人根据杨宇霆的主张，决定迅速筹建吉海路，不能让日本把东三省看成是和殖民地朝鲜一样而干涉内政。1927年1月张作霖和张作相在答复日本的照会中，驳斥了日本的无理抗议，指出日本政府于1924年已经放弃借款权的事实。张作相更进一步否认中日秘密交涉签订的满蒙四路条款，认为北洋政府出卖吉林省权利，现在吉林省不承认。2月，日本方面提出延长吉敦铁路至图们江，或是以借款修筑长春至大赉(今大安)铁路作为交换条件，都被张作霖拒绝。2月18日，满铁大藏公望理事从东京至大连，带来日本外务省决定：鉴于张作霖和东北当局与日本关系发生了一系列变化，日本对吉海铁路采取消极态度，即坚持抗议和拒绝协助运输材料，不干涉开工也不提出交换条件。以后由日本政府与张作霖一起交涉东三省各项交涉悬案。
吉海铁路原定官商合办，但因商股资金很少而改为省政府投资，不用外国资本。1930年秋，吉海用资本达大洋2390万元，以后又增加资本达2700万元(约折现大洋1800万元)，由省库拨款，工程质量比其他自建铁路都好，一切桥梁全是永久性的，车辆和材料全是购买美国的新产品，所以资金花费较多。
吉海铁路于1927年6月开工，1929年6月，朝阳镇至吉林总站完工，9月吉林东站完工。全长1839公里，因连接奉海铁路，故名吉海铁路。吉海筹备期间，正是奉海、打通和呼海铁路施工期间，东北境内技术力量都用在这3条铁路建设上。吉海路局仿效奉海经验，并且从京绥铁路局(即原京张铁路局)聘请一批技术人才担任工程设计和施工。吉海路局还有突出的特点，以技术人才为主体组成路局，技术人员数量多，待遇高于国内其他局。聘请了原京绥局总工程师赵杰任吉海总工程师兼工务处长。本局有工程师、副工程师和帮工程师16人之多。可谓人才济济、精英荟萃。
呼海铁路是黑龙江省政府和商民合资修筑的省有铁路，自松花江北岸哈尔滨对岸马家船口起，经呼兰、绥化终点至海伦，全长2201公里。起点属于呼兰县，故名呼海铁路。1925年10月开工，1928年12月完工。1928年8月至1929年曾改为官办，1929年11月恢复官商合办。呼海路营业利润较多，仅次于奉海铁路，这表明自办铁路的成功。
呼海铁路计划最早起于清末黑龙江将军程德全本国投资的黑龙江铁路计划。可是20年来一直有使用外国资本的种种方案。一直到1925年，张作霖、王永江和吴俊升最后摒弃与外商合办的方案，确立自建自营方针。
1914年，沙俄政府于灭亡前夕，曾向北洋政府提出用俄国资本修筑哈尔滨至黑河铁路。1916年北洋政府与俄亚银行签订合同，沙俄攫取了借款权和修筑权。以后，俄亚银行擅自与日本合作，竟把借款权转让给日本。日本政府企图把侵略势力伸向黑龙江省，因遭中国人民反对而停止这项计划。1922年，吴俊升采用了与俄商官督商办的形式，与俄商谢结斯兄弟签订合同。合同规定谢结斯兄弟出资修筑呼海铁路，不得外借资本与转让修筑权。张作霖知道俄商已经向日本借款，于是否定了这项合同。1925年3月，日本满铁乘机向张作霖和吴俊升提出借用日本资本。王永江和交通委员会主要成员一致反对，张作霖同意王永江的意见决定自建呼海铁路。7月，张、王、吴以及黑龙江代省长于驷兴在奉天决定自办省有铁路。
8月28日，吴俊升在齐齐哈尔设立官商合办的本国投资的呼海铁路公司，任命高云昆为公司总经理。预定资金现大洋1000万元，官商各半。官股由省财政厅投资500万元，省库拨款，民股由广信公司垫支500万元，向省内官僚和商民募集。1929年末，用了大洋1149万元，官股占49%商股占51%。
呼海路绥化以南的材料和少量车辆购自日本满铁，这与奉海和吉海路在市场上公开招标选购略有不同。1925年8月21日，吴俊升与伊万诺夫协议，因资金不足而借用中东路材料和车辆，如果按这个协议用中东路车辆，两轨之间距离就得与中东路同宽(5英尺)。日本方面多年攫取呼海铁路利权屡遭失败，东三省北部没有日本控制权，无法公开阻挠自办铁路。然而，日本反对吴俊升与中东路合作，担心修成宽轨距不利于日本军队的侵略行动。另外，日本还想乘机用贷款方式控制和吞并呼海路。
满铁奉天公所长镰田弥助向张作霖提出为呼海路贷付材料和车辆，张作霖为了解决资金不足问题同意了日本要求。9月1日，杨宇霆给吴俊升发电报，说明了他和张作霖同意购买满铁的材料和车辆。这就暗示轨道改成标准轨距。9月9日，镰田弥助去齐齐哈尔见吴俊升，并带去张作霖信。吴俊升依张、杨意见办理，既买满铁材料和车辆，又同意修成中日在东北相同的标准轨距(1435米)。但是，张、杨、吴，以及黑龙江省政府在签合同的事项中只是暂借材料和车辆，按期还清欠款而使日本不能控制铁路任何权利。因此，不损失铁路利权。
1925年和1926年两次合同，共计购买260余万元材料和车辆，1925年第一次合同属于短期借用，分三年还清60余万元。省政府及时还清债务。1926年第二次合同在交货当时就付现金，完全变为购买材料的一种方式，日本更不能控制呼海路。1927年以后，呼海路在市场上公开招标购买材料和车辆，大部分购买美国和捷克产品。
另外，呼海路在中东以北，修成标准轨距也不与日本南满路连接，恰与中国轨距相同。张、杨同意修成标准轨并不意味着有利日本，却有利于本国自办铁路连成铁路网。呼海可以西连齐克和西干线，还可以连接自办的东干线。
1927年5月4日，日本政府训令吉田茂总领事，鉴于东北自建铁路的势头难以遏制，对张作霖和杨宇霆的抗议又无效，让吉田茂切断京奉路对奉军的一切运输。但这也阻挡不了张作霖自建东北铁路的步伐。
同一时期，张作霖还向英美两国借款2000万元，用来建筑葫芦岛商港，以便抛开日本控制的大连港。张作霖希图把葫芦岛港作为自己的吞吐口岸，同三大干线连接起来，形成一个海路联运的交通网络。这使日本感受到了更大的威胁。
张作霖软硬不吃，日本感到束手无策。于是，在1927年6月27日，于日本东京的外相官邸，日本首相兼外相田中义一主持召开了东方会议。与会者有中国通政务次官森恪、日本驻华公使芳泽谦吉、驻奉天总领事吉田茂、关东军司令官武藤信义、关东厅长官儿玉秀雄、满铁社长山本条太郎、参谋次长南次郎、朝鲜总督府总监山县一三郎等熟悉中国事务的日本高层官员。炸死张作霖的阴谋策划者河本大作，以关东军司令官武藤信义随员的身份，列席了会议。从6月29日至7月4日，接连召开了5次会议，7月7日闭幕。这是一个策划如何侵略中国，对付张作霖和解决满蒙问题的会议。