1930年1月21日，伦敦海军会议正式开幕。日本代表团提出了事先经内阁批准的三大原则：（l）日本水面辅助舰总吨数为美国的7成；（2）大型巡洋舰为美国的7成；（3）潜水艇保持现有的7.8万吨。日本的提案遭到英美的强烈反对，美国坚持非主力舰的吨位比例应按照主力舰的比例，并提出废除潜水艇的建议。于是又出现了10年前在华盛顿召开会议时的6：10与7：10之争。这一次由于日本事先摸清了情况，因而拒不让步，双方争执不下，会议几濒于破裂。英国虽然表面上居于调停地位，但由于麦克唐纳事先已与胡佛达成协议，美英的意 见基本上是一致的。
这种复杂的情况使会议进行得十分困难。山本五十六在这期间寄给海军省军务局长堀悌吉少将的信中提到：“这次会议真如同老牛拖车，未来的结果实令人担忧。”
为了不使会议破裂，日美经过一系列幕后交易，于3月达成了一个妥协方案。这一方案在海军舰艇总的比例上接受了日本方案，准许日本辅助舰的总吨数为美国的69.75％，但大型巡洋舰的比例仍维持610，潜艇的比例与美国相等。山本作为海军随员对此提出异议，要求征得国内同意。在山本的坚持下，日本的4名全权代表经协商后，于3月14日将上述方案向政府请示。
日本当局接到请示电文后，海军部门的意见分裂为二：海军省认为采取妥协态度是迫不得已，但军令部却表示反对，理由是该案对日本的两大重点即大型巡洋舰和潜水艇极力加以限制，要对美作战，日本的潜艇绝对需要达到7.8万吨，5.27万吨是无法进行对美防御作战的。当时的首相滨日雄幸经过仔细考虑后，同意海军省的看法，并于4月1日复电通知了日本代表。4月2日，日本全权代表若NFDAA与英美代表交换了备忘录，4月22日签署了《限制和裁减海军军备的国际条约》。根据这个条约，日本基本上达到了710的目的。
然而，日本国内军国主义势力却并不到此为止。他们攻击日本政府对英美实行投降外交，在国内发起了一场攻击政府的运动，指责政府不顾军令部的反对，是侵犯天皇对军队的统帅权（明治宪法第十一条规定，日本陆、海军的统帅权归天皇所独有）。5月20日，军令部参谋草刈英治少佐企图暗杀海军大臣财部未成，为唤起国内右翼注意而剖腹自杀。6月20日，军令部部长加藤宽治向天皇提出辞呈，一时国内闹得纷纷攘攘。虽然最后条约签字生效，但滨口雄幸首相本人也于当年11月14日在东京车站被杀，这预示了法西斯逆流在日本的崛起。目睹这一变局的山本五十六，回国后深受刺激，遂在家闭门谢客，重新考虑日本的出路。于是外界谣传山本五十六将要辞职。
好友堀悌吉明白这是谣言，遂到山本家去拜访。彼此寒暄之后，堀悌吉随即言归正传：“因为你未向海军报到，大家都谣传你将引咎辞职。”
“怎能就这样辞职呢？回国后我一直在思索如何来弥补此次会议的缺憾。国人只知道一味地批评条约的不是，这根本无济于事。”
“所以又要发表你的飞机论了？”
“在这种军备比例下，假如有一天和强劲的美国海军作战应该怎么办？假如我们不理会裁军条约而建造主力舰，他们也同样会造，何况美国的工业技术又超出日本一筹。解决这一问题的惟一办法是，在开战之初以空袭痛击对方，使对方和我国的比例趋于相等。因此当务之急，日本必须做的是发展空军。”山本非常清楚地看到，裁军条约对海军航空兵的发展方面没有加以任何限制。这可以说是山本在第一次伦敦裁军谈判期间获得的最大收获。
◎山本“临危受命”，再度出使伦敦
4年之后，山本五十六又一次踏上英国国土，来到了伦敦。山本此次伦敦之行是参加讨论废除“华盛顿条约”和修改“伦敦条约”的预备谈判的。
虽然距上次伦敦之行仅仅过去了4年时间，但在这4年中，日本的形势却发生了很大的变化。1929年至1933年席卷全世界的经济大危机，日本也未能幸免。在空前的经济危机的冲击下，经济结构本来就十分脆弱的日本，工厂倒闭，百业萧条，由此导致阶级矛盾空前尖锐激化。日本的法西斯势力利用国内阶级矛盾激化的机会，大大膨胀起来，形形色色的法西斯组织在经济危机的高潮中纷纷出笼。1930年夏，军内最大的法西斯组织——樱会宣告成立，这是一个由日本陆军参谋本部中佐至大尉级军官组成的法西斯团体，其宗旨是“以改造国家为最终目的，如为此需要行使武力，亦在所不辞。”与对内“改造国家”相适应，在对外政策中极力鼓吹：“战争乃创造之父，文化之母”，主张以武力解决所谓的“满蒙”问题。1931年3月，樱会策划右翼法西斯势力发动政变失败以后，随着主要干部被调到驻中国东北的关东军，发动对外战争又成为日本陆军的主要目标，并在1931年9月18日，制造“柳条湖事件”，发动了对中国的侵略战争，在3个月的时间内占领了中国东北全境。
日本少壮派法西斯在中国东北得逞之后，法西斯军人在国内身价立时倍增，军部法西斯的权势日益显赫，法西斯势力空前膨胀，法西斯分子的罪恶活动也更加肆无忌惮。由他们发动的一连串的暗杀事件，给日本法西斯运动涂上了一层血淋淋的斑迹。1932年2月9日，以井上日召为头头的“血盟团”，开始实施“一人一刀”计划，暗杀了前藏相井上准之助，3月5日，又暗杀了三井财阀的董事长团琢磨。接着5月15日，一批法西斯青年军官与农本主义者橘孝三郎所领导的爱乡塾学员合谋，袭击了首相官邸及内大臣官邸、政友会本部、三菱银行、首都警视厅、变电站等处，妄图制造混乱，乘机实行政变。结果首相犬养毅被暗杀，这就是日本历史上有名的“五一五事件”。1933年7月，法西斯分子又搞了一次未遂政变阴谋。他们搞政变是为了在日本建立直接的法西斯专政，为其推行战争政策扫清道路。尽管日本政府逮捕了他们，但在随后对他们的审判中，他们的这些暗杀活动，非但没有受到应有的处罚，反而得到鼓励。狂热的法西斯分子一致拥戴那些造反的谋杀者为英雄，使谋杀者全都被判得较轻的刑罚，无一人被处决。这种情况导致后来上演了更大规模的血腥兵变。