位于东北的“沈阳兵工厂”是近现代以来，我国最为发达的兵工
厂。1921年张作霖在作战失败之后，大力发展本土军工产业，先后从日本，德国引进了先进的机械设备，还从国外进口了一批数量可观的枪炮钢。至9.18事变之前，沈阳兵工厂就已经完成了150毫米榴弹炮，150毫米迫击炮，100毫米和75毫米山炮，野炮在内的诸多先进武器。其中，产量最大的320门“奥匈77毫米”野炮性能优秀，具备压制日军同等级火炮的能力。此外，沈阳兵工厂还仿制了大量日制“歪把子”轻机枪和92式重机枪，各种先进武器不但满足东北军内需，而且还对其它派系出口过不少。
和阎锡山一样，张作霖对日械也是情有独钟，东北各地大小兵工厂仿制的武器主要是以日械为主。而南方派系受德国影响，仿制的武器以欧式德制为主，二者形成了一个“南德北日”的武器仿制局面。在9.18事变之前，东北兵工厂先后生产，组装了上千门各式身管火炮，其炮兵火力和炮兵团部队比中央
军还要好。以沈阳兵工厂为例，一年的产量是步枪6万多支，轻重机枪1000余挺，迫击炮1000多门，各种型号火炮，重炮300多门，每年子弹产量上亿发，炮弹20多万发。如果加上其它兵工厂的产能，东北兵工厂每年可以武装6个1.4万人的师。由于东北军主要实行的是旅级编制，所以每年具备了扩充11个旅级战斗部队的硬性条件。
但是，由于东北军普遍采取“不抵抗政策”，使得不少兵工厂被日军“尽数接收”。至东北沦陷，日军从东北兵工厂接收了海量先进枪炮来充实自己的火力。以东北兵工厂为例，各型火炮250多门，迫击炮2300多门，轻重机枪2500多挺，各种枪械共计22万多支都被日军收缴。而后，日军又靠着东北各兵工厂遗留下来的设备，从本土又充实部分机械及钢铁，短时间内就让各兵工厂恢复了生产，遗祸无穷。以1944年日军对装备需求最为急迫的日子为例，沈阳兵工厂每年产能是步马枪70000多支，轻重机枪1700多挺，各种山炮，野炮，平射炮，高射炮900多门。子弹产量每年为8000~9000万发，炮弹60多万发。
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由于东北本身就有丰富的自然资源，加上日军从其它各地搜集来的资源，东北兵工厂这些生产的武器，只需日本从本土或东南亚运来少量原材料就能完成生产。日军在占领东北兵工厂期间，利用东北军工产业生产大量装备来满足战斗需求。实际上在1941年后，日军在中国战场消耗的70%的弹药，都是东北兵工厂生产的。而日军手中使用的掷弹筒，迫击炮等武器，则100%来自于东北。对于东北兵工厂这座“宝贵的财富”，日军不但满足了在中国战场的战斗需求，还有大量余力用于太平洋战争和东南亚战争，这都是后世之人所无法想象的场面。
至于东北军入关后率部参战时的武器，都是东北军各部自身携带的库存，总量并不算大。而且，由于缺失了兵工厂的补充，这些枪炮弹药又无法和国军口径相匹配，使得它们成了消耗且无法再生资源，打一发少一发。参战初期的东北军的确阔气，但往后就愈发不行。以冀中改编的吕正操将军所部为例，刚开始还能凭借自身火力协同120师部队打出一系列精彩战役，后期因为弹药消耗，作战力度增大，对敌缴获数量又无法满足战斗需求，使得后期的作战形式也改为了优势兵力打游击，而不是优势火力打歼灭。
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