1929年迫于国内的形式，张学良宣布东北易帜，南京国民政府完成了形式上的大统一。同年苏联成立了远东集团军，准备对东北动手。面对苏联的军事准备，张学良意识到战争已经不可避免，于是随即也成立“抗俄军司令部”，命令东北海军积极备战，并且任命海军悍将沈鸿烈为总司令，毅然决定与苏联一战。
1929年7月，在南京国民政府“革命外交”的氛围中，国民政府委员、东北政务委员会主席、东北边防军司令长官张学良以武力强行收回当时为苏联掌握的中东铁路部分管理权。这场中国为收回苏联在中国东北铁路的特权而发生的中苏军事冲突，史称中东路事件。
17日，苏联政府宣布从中国召回所有官方代表，要求中国外交官迅速撤离，断绝外交关系。9月至11月，苏联远东特别集团军进攻中国东北边防军，东北军战败。12月22日，东北地方当局代表蔡运升受张学良委派，与苏联代表谈判，达成《伯力议定书》。
在本次事件中，东北地方当局虽损兵折将，实力大为削弱，但张学良获颁青天白日勋章。这场冲突持续近5个月之久，双方动用的一线兵力超过20万，使用了重炮、坦克、飞机和军舰等重型装备，成为中苏历史上规模最大的一次武装冲突。东北军战败，黑瞎子岛被占，其结局对于东北的局势乃至全国的时局产生了深远的影响。
1894年中日甲午战争，日本打败了中国，翌年签订了《马关条约》。条约规定，清政府同意把辽东半岛割让给日本。俄国勾结德国、法国强迫日本把辽东半岛还给中国。1896年6月3日中俄签订了《御敌相互援助条约》，又称《中俄密约》。
7月，中国政府批准中俄合办东省铁路。9月8日，中俄签订了《国俄合办东省铁路公司合同章程》。1897年起开始修建西从满洲里起，中经哈尔滨，东到绥芬河的中东铁路。1898年，俄国又强迫清政府同其签订了租借旅大条约，强占了旅顺口、大连湾及其附近水域，并取得了修筑中东路支线（从哈尔滨到大连）的特权。
1900年，中东铁路（当时称东清路）建成。1903年，哈大铁路通车。纵横东北全长2800余公里的东省铁路的建成，使沙俄达到了把势力伸向中国东北的目的。
中东铁路通车
1904年日俄战争爆发，战争结束后日本取得了长春至大连的南满铁路使用权，满洲里至绥芬河、哈尔滨至长春的中东铁路仍控制在沙俄手中。
1917年革命后建立的苏俄政府，曾于1919年和1920年两次发表对华宣言，声称沙俄政府与中国签订的一切不平等条约作废，放弃俄国在华一切特权；关于中东路问题，提出经两国协商“签订使用中东铁路办法的条约”。但由于当时北洋政府忙于内战，加之不承认苏俄政权，因而对这两次宣言未作答复，使中东路仍处于沙俄分子与中国的“共管”之下。
1924年5月31日，中苏双方达成建交协议，并签订了《中俄解决悬案大纲协定》。同年9月，苏联又与东北当局签订了《奉俄协定》，这一协定除说明要贯彻上述中俄协定的有关内容外，又规定把中东路收回的时间，从过去的80年缩短为60年。
1927年下半年，苏联政府欲把中东路转让给日本。同年10月中旬，中东铁路苏方副局长到大连，与日本南满会社社长山本条太郎进行秘密会谈，并签订了《中东路草约》。
1929年夏，以张学良为首的东北当局派军警搜查了苏联驻哈尔滨领事馆并接收了中东路，从而引发了中国现代史和中苏关系中有名的中东路事件。
1929年7月13日苏联外交当局提出立即召开会议处理中东路有关问题等3项建议。7月17日，东北当局发表通牒，内称“苏联的中东路各机关为其赤化中心，依《奉俄协定》之规则，我国于中东路应有收回之权力。
苏方于18日发出第二次通牒，并声明同中国绝交。与此同时，苏联政府决定，采取必要的军事行动，开始在中苏边境集结军队。
8月6日，苏联革命军事委员会发布命令，为配合苏联阿穆尔河（黑龙江）舰队对中国军队作战，组建远东特别集团军，布留赫尔（加伦将军）任集团军司令官，司令部设在哈巴罗夫斯克（伯力）。
8月13日，苏联兵舰两艘，陆战队员300人，飞机两架，侵入黑龙江省绥东县境。8月15日，东北边防军司令长官张学良动员东北军6万人，组成“防俄军”。以王树常为第一军军长，兼任东路总指挥；以胡毓坤为第二军军长，兼任西路总指挥；以周濂为预备军军长。
中苏大规模武装冲突从1929年10月中旬开始，持续近两个月。战争分东西两线，两个战场。东线主要发生在黑龙江与松花江汇合处的同江、富锦地区和黑龙江东部的密山地区；西线集中在内蒙古的满洲里和海拉尔地区。至11月下旬，东北军以惨败而告结束。
1929年11月26日，张学良电苏联代理外交人民委员长李维诺夫，要求就中东路事件问题举行谈判。 12月3日东北方面谈判代表蔡运升与苏联代表斯曼诺夫斯基在双城子签订了《停战议定书》。12月6日，东北政委会决定承认《停战议定书》，并派蔡运升为正式会议代表，于12月16日与苏方代表斯曼诺夫斯基、梅里尼可夫在伯力外交公署开始中苏预备会议谈判。
12月22日，《伯力协定》签订，协议规定两国立即息争，中东铁路恢复中苏合办，苏军尽速退出满洲里，彼此释放所俘军民，重设领事馆。议定书恢复了苏联在1929年7月10日以前在中东铁路的一切权益，“中东路事件”基本得到解决。
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