1925年楊宇霆升任督辦。又派德藉技師赴德采購大量機器，于冬季運到，開始安裝。槍，炮，鋼及機器等廠，亦相繼增筑，添購機器，所具規(guī)模加倍于前。并設(shè)立兵工小學及兵工學校。

　　1926年至1928年，完全為擴充時期，增建槍廠及輕機槍廠。有機器8千余部，槍，炮兩廠，為初建時之7至8倍，擴建完成，為當時全國規(guī)模最大之兵工廠。

　　1928年國民革命軍沿著京浦，京綏北伐，北洋政府的陸軍大元帥和安國軍總司令張作霖，內(nèi)政，外交都陷于絕境。在多方考慮之后， 張作霖通電休戰(zhàn)，決定退出關(guān)外。6月4日清晨5時23分，日本關(guān)東軍安排了皇姑屯事件。炸毀張作霖北返的火車，張身受重傷，回到沈陽，于早上9時死亡。

　　張學良換裝潛回東北，接任東三省總司令，到了12月29日宣布易幟，時年27歲。實質(zhì)上，中央的力量不及于東北，東三省只是名義上并入國民政府。

　　張學良的英國顧問端納，曾向他出示由平奉路局公款付給捷克軍火商的單據(jù)，常蔭槐假借他的名義向捷克訂購了三萬支步槍。楊宇霆承認是買給黑龍江山林警備隊用的，理由是比東三省兵工廠出產(chǎn)的好。

　　大約此時開始量產(chǎn)17式65輕機槍，13式79重機槍。 均系仿造自日式機槍。

　　1928年廠內(nèi)成立科學研究會，各廠廠長、技師、技士均為當然委員，每星期集會一兩次。由藥廠廠長洪中為會長，集中研究兵工科學技術(shù)。原槍管鋼均為進口，經(jīng)鑄造廠幾十次反復(fù)試煉，終于制出在質(zhì)量與化學物理性質(zhì)上與舶來品相當?shù)腻i硅合金鋼材。由此，東三省兵工廠的槍管鋼就由其鑄造廠自行供應(yīng)。燃料煤原用東北千金寨出產(chǎn)的煤塊，質(zhì)量良好，火力亦強。但該煤礦為日人所控制，改用西安八大壕煤礦產(chǎn)品代替。生鐵原用本溪煤鐵公司所生產(chǎn)者，后來改用大冶鐵礦。自制高級鋼材的范圍，后來擴大到炮身鋼。硝石，硫磺等原料由智利等轉(zhuǎn)為使用河北、山西等各省提煉的產(chǎn)品。

　　1929年1月10日楊宇霆與常蔭槐為張學良所殺，遠因是二人恃功而驕，過于跋扈，近因是楊拒絕交出兵工廠收支和年終報告。兵工廠督辦為臧式毅接任。臧曾任保安司令，遼寧省省長等職，滿州國成立后，出任奉天省省長、民政部總長、參議府議長等職。

　　1929年時，兵工署資料稱為遼寧兵工廠，日出13式79步槍130枝，槍彈41萬發(fā)，全年出17式輕機槍300梃，13式重機槍50梃。工人17,000名。并說該廠連年擴充，至今建設(shè)尚未告終。

　　中原大戰(zhàn)于1930年4月到9月進行，在大戰(zhàn)期間處于舉足輕重地位的張學良，當局勢日趨明朗時，于9月18日通電擁蔣，派兵入關(guān)。10月15日閻錫山，馮玉祥宣布下野。

　　1930年，由于張學良號召弭兵，而且兵工廠欠款甚巨，因此利用兵工廠機器開始生產(chǎn)民間物資。多使用廠剩余的腳料，如槍托木剩余的腳料制成家具等。在沈陽大西關(guān)成立東生源售品處，凡屬五金材料、鍋爐暖汽片、水泵機器、工具家具等，都可透過東生源向兵工廠訂購。并有樣品目錄陳列，供人選購。張學良并計劃將兵工廠改為民用工廠，派王卓然、葉弼亮二人出國考察，接洽外國專家來改建東三廠兵工廠，準備制造汽車和拖拉機。并成立了一個經(jīng)濟委員會，由省長臧式毅為主任委員，與美國一個工程公司斯通與阜伯斯特簽定合約，該公司并派一名技師胡欣至兵工廠了解情況， 后因918事起而未果。

　　1931年，試制10發(fā)自動步槍，已生產(chǎn)樣槍，試驗成功。9月18日，日軍炸毀了南滿鐵路柳條湖附近鐵路，誣指是附近北大營中的中國士兵所破壞。引發(fā)918事變。中國方面并無有組織的抵抗，只指望國際聯(lián)盟調(diào)解。日軍在4個月內(nèi)占領(lǐng)東北三省。占領(lǐng)沈陽后，改東三省兵工廠為關(guān)東軍野戰(zhàn)兵器廠。

　　1932年3月1日滿洲國成立，10月由滿州國政府（50%）、日本財閥大倉（okura trading co.,25%）、三井物產(chǎn)（mitsui bussan k.k., 25%）投資，改為奉天造兵所株式會社（hoten zohei-sho kabushiki kaishe, hoten arsenal co.ltd.）。由陸軍中將黑崎巖次郎任社長。 mukden為俄人名稱，一般英文數(shù)據(jù)通用。

　　1934年3月1日，滿洲國改稱滿洲帝國，溥儀稱帝，年號康德。

　　1935年兵工署記錄，參造遼造98步槍之工作圖紙，將鞏縣兵工廠所造元年式步槍改為發(fā)射尖彈�？赡茉�918事件之前，東三省兵工廠已將工作圖交與中央，或在事變之后，工作人員帶了圖紙?zhí)拥疥P(guān)內(nèi)。

　　1936年12月12日，張學良與楊虎城，在西安挾持蔣委員長兵諫，史稱西安事變。事后張被軟禁至1988年才在臺灣釋放。1994年客居美國夏威夷。

　　1937年滿洲政府投資二千萬元，全資本額二千五百萬元，改為理事制，擴充為八課及六個制造所。全廠機器已逾萬部。由三村友茂任理事長。增建高射炮廠。最盛時期有職員1,200余人，工人30,000余人。