张作霖被炸死，按照现在比较一致的说法，是被日本人炸死的，但是一直没有直接确凿的证据认定，就是没有形成证据链，目前的认定只是从情理上、逻辑上认定，属于推测的范围。
当时属于非常时期，没有谁去可能认真调查，最近看到一份资料，是他的随行人员的回忆，这个资料应当是比较接近真相的资料，但仍属于间接证据。
该回忆者当时在张作霖大元帅府密电处上班，本文根据该回忆同时参考其它资料整理。
1928年6月3日 张作霖决定回奉天，当日午后6时，工作人员20余人先到到东单车站，并在行前发了一件密电致奉天留守吴俊升，通知他如有要电可拍到京奉沿线专车上。
晚上8点多钟张作霖来到车站，随行的人除大元帅府人员和卫队外，还有靳云鹏、潘复、何丰林、刘哲、莫德惠、于国翰、阎泽溥、张作霖的六太太和三公子学曾、日籍顾问町野和嵯峨等。
专车共有22节，张作霖乘坐的包车在中间，是前清慈禧太后所坐的花车。包车后边是饭车，前边是两辆蓝钢车，刘哲、莫德惠、于国翰等在这两辆蓝钢车中。在专车前面，还有一列压道车。
随行人这次随张作霖出关返奉，许多人心里都有些忐志不安，担心会发生什么事故。因为前些日子张作霖同日本公使芳泽谦吉有过一场面对面的严重冲突。
5月17日晚上张作霖和梁士诒、李宣威等几位客人打麻将牌的时候，芳泽来访(是预先约定的)。
梁、李等人要走，张作霖坚持留他们说：“我与芳泽没什么可谈的，不大工夫就能说完。”
可是，会见芳泽以后，过了很长一阵时间还没谈完。在里间屋的那几位客人等得有点不耐烦了。大家叫李宣威去听听他们说些什么，因为李懂得日语。李听了听，也没听出什么来，只听到张作霖说：“我这个臭皮囊不要了(“臭皮囊”是张作霖常用的口头语)，也不能做这件叫我子子孙孙抬不起头来的事情。”跟着，不待芳泽辞去，他就先离开了客厅进入里间。
事后据张作霖的承启官长赵锡福和当时在场的差官们透露，事情的经过是这样的：
那天晚上芳泽来见张作霖，向他提出了签订中日合资修筑吉会铁路合同的无理要求。并且诱惑张作霖说，如果他能答应这个要求日本可以设法阻止北伐军过黄河。
张作霖未为所动，正色回答说：“我们家中的事，不劳邻居费心，谢谢你们的好意。”芳泽说：“你们打得过北伐军吗?”张作霖说：“若打不过他们，我们可以退出关外。”
芳泽说恐怕未必能回得去吧。”张作霖说：“关外是我们的家，愿意回去就回去，有什么不行呢。”芳泽见张作霖不上圈套，就进一步采取威胁手段。
从怀里掏出一张纸交给张作霖(就是日本政府关于满洲问题警告南北两方的文书)。接着又说：“张宗昌的兵在济南杀死几十名日本侨民。”
张作霖回答说他尚未接到报告。芳泽竟然用恫吓的口吻对他说：“张宗昌是你的部下，你对此事应负一切责任。”
张听罢此言勃然大怒，由座位上站起，把手里翡翠嘴旱烟袋猛力向地下一摔，磕成两段，声色俱厉地冲着芳泽说：“此事一无报告，二无调查，叫我负责，他妈拉巴子的，岂有此理！”说完之后，就扔下芳泽怒气冲冲地离开了客厅。三个多小时的会谈就这样收场了。
张作霖和芳泽既有了这么一场严重的冲突，所以大家随员在临行时都有一种惴惴不安的预感，唯恐在山海关出事。
专车由北京开出后，直驶天津，过津时靳云鹏、潘复、杨毓珣和日籍顾问町野等在津站下去(町野系张作霖派往联系阎锡山，因与阎不熟，准备到天津找一个与阎认识的日军官同去)。
专车到山海关时，车站上只有两名日本守备队站岗，态度如常，看不出紧张的样子。吴俊升已先由奉天赶到山海关站迎接。
专车平安开出山海关后，大家觉得放了心，都解衣而睡。吴俊升上车同张作霖见了面，彼此说了几句话之后，他们就和刘哲、莫德惠、常荫槐等玩起了扑克牌，一直快到皇姑屯时才散。
车到新民时已经天亮，车上看到沿线两旁皆有步哨警戒，面向外立，十余步就是一岗，可是在南满铁路和京奉铁路交叉地点附近，就没有看到哨兵警戒了。
专车过皇姑屯时，奉天宪兵司令齐恩铭来接。齐登车后，专车即向东行驶，开往小西边门外奉天车站。数分钟后穿过南满铁路桥洞时，忽见南边有两个着黄色制服的人跑上南满铁路大堤。接着即闻轰然一声巨响，刹那间又是一声，比前一声更大，车煞住，很多人失去知觉。回忆当事人也被震昏倒在地板上。等恢复知觉，睁眼一看，包房里车窗和窗前小桌不知去向，满地都是玻璃碎片。
试试四肢皆能够动，站起来又摸摸身上，也如平常，并无疼痛之处
只发现左手掌流血，可能是被碎玻璃扎破的。取出药布药棉擦了伤口没来得及包扎，就赶快跑出包房。在车厢走廊上看到车上的机枪卫队，列队向南北两方扫射约数秒钟，经何丰林喝令停止射击，枪声停止。
他们下车看到，张作霖那辆包车全部车厢塌下，已不成车形，后边那辆饭车也是一样，还直冒烟，开始起火。再一看南满铁路桥东面桥栏矮铁墙炸得向上竖立起来，洋灰桥墩东面上半截炸去三分之一。这时大家忙于救受伤的人员。首先看见吴俊升被数人架上一辆皮棚马车，向市内而去(后闻当时已死，头顶穿入一大铁钉)；接着看见日籍顾问嵯峨满面是血，向车头方面跑去；又看见莫德惠被从车上抬下来，送往小西边门外奉天市立医院，刘哲是带着伤自己走去的。这时张作霖已经被抬上宪兵司令齐恩铭的一辆破旧汽车，由副官王宪武抱着横卧车中，回转帅府去了。
他们就先给北京的张学良打电话，没叫通。当时请奉天电报局局长张志忻立刻求他到密电处代发一个急电给张学良报告此事。只说“大元帅受伤较重，但不要紧”。
大帅府袁秘书(袁世凯的九弟)说，张作霖因出血过多，无法挽救，已于半小时前故去了，并告诉周围知情人严格保密。
后来张作霖的卢夫人说起当时的情景：
那天当差官跑进来报告说：“大元帅被炸受伤，车已到大门口。”
大家慌作一团，赶快跑出去迎接。汽车从花园门口开了进来，大家把张作霖从车上抬入小楼楼下屋内。他满袖是血，用剪刀把衣服剪开，发现已折断一臂。随即接来杜医官施行紧急治疗。这时张作霖还能说话，对卢夫人说：“我受伤太重了，两条腿都没了(其实他的腿并没有断)，恐怕不行啦！告诉小六子(张学良将军的乳名)以国家为重，好好地干吧！我这臭皮囊不算什么，叫小六子快回奉天。”说完不久，就瞑目长逝，时间是6月4日午前9时30分。
当时军署参谋长臧式毅怕张作霖去世的消息透露出去，引起地方人心不安，更顾虑日本将会乘机有所举动，而且张学良还未回来，因此决定严密封锁消息。每日令厨房照常开张作霖的饭，杜医官天天来府假装换药并填写医疗经过、处方等等，以瞒过日本人的窥探。日本方面不断有人来慰问求见，皆被婉言谢绝。
一直到张学良回到沈阳以后，始宣布张作霖于6月21日因伤逝世的消息。在哀挽录、行状内也是填的6月21日，其实都是假日期。
在张作霖回奉前好几日，南满铁路与京奉铁路交叉的铁桥附近一带日方即不许行人通过，有日本守备队在该处放步哨。到6月3日午后，南满铁路来往火车全部停止。这事很惹人注意，因为平日南满铁路每五分钟就有一次列车开行。
在张作霖决定启程回奉的前几天，奉天宪兵司令齐恩铭，曾有密电到北京说，老道口(即南满路与京奉路交叉点)日方近日来不许行人通过，请加防备。
但是张作霖对这个报告未加重视，给吴俊升和奉天省长刘尚清去电说：“齐随本帅多年，素知其本人向来轻举妄动，好造谣言，现日本方面对我缓和，勿庸顾虑，应严于申斥”云。
皇姑屯爆炸案发生后，日本总领事馆派内田领事到交涉署请派员会同调查。该署署长高清和派科长关庚泽前往。
关来到现场，看见桥帮被炸变形，桥上铁板被炸得飞出去很远，水泥桥墩东头炸去一部，火车两辆已无车厢，光剩底盘。关科长按照现场情形推测，爆炸物显然是由上而下的，其破坏力之大，也非手掷炸弹可及。
接着军署参谋长臧式毅又令兵工厂派专家前往查勘。
据兵工厂两名白俄技师报称，根据爆炸破坏的情况来看，爆炸物须在500磅左右，才能有这样大的爆破力量。爆炸物是装置在南满铁路桥上的，装置这样重的爆炸物，绝非徒手所能办到，而且装置所需要的时间至少需数小时。
关庚泽会同日本内田领事到现场调查的第二天，内田又到交涉署找他。拿出一张用打字机打好的日文报告，硬说这次爆炸是南方派来的便衣队所为，要他签名盖章，联合汇报，他当即予以拒绝。
内田威胁关说：“如果你不签名盖章，日本军人将跟你过不去，于你不利。”关回答说：“张大元帅偌大的人物都被炸死，我这样一个小角色又算什么呢，任凭它吧。”
内田无法，只好辞去。
在炸车案发生的当天，陶尚铭曾到关东军司令部找斋藤参谋长探问炸车案情形，斋藤也推说：“这里得到的情报，此事是南方便衣队所为。”
陶以后多方探访，始知是日本关东军参谋河本大作大佐所为。
1929年春日本众议院为某重大案件(即皇姑屯炸车案)向军部提出质问时，始把河本大作大佐免职。
1930年河本来奉，住奉天满铁医院时，满铁本社情报课员野田兰藏是河本密友，向他问炸车事始末，他回答说：“这事就算我干的吧，否则会牵连过多。”
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