蘇聯(lián)對(duì)此事反應(yīng)速迅，做好了戰(zhàn)與和的兩手準(zhǔn)備，6月5日，海參崴當(dāng)局要求釋放其在哈爾濱領(lǐng)事館被捕人員，表示愿意以縮小中東鐵路局長(zhǎng)權(quán)限作為交換條件。13日蘇聯(lián)增兵海蘭泡，吉林省當(dāng)局亦調(diào)兵赴璦琿增防。17日蘇聯(lián)增兵滿洲里附近，萬福麟派第三旅增防呼倫貝爾。
6月22日—25日，張學(xué)良在沈陽召開對(duì)蘇會(huì)議，決定改編陸軍屯兵吉蒙邊界，接收中東路方法等問題，7月7日，張學(xué)良抵達(dá)北平與蔣介石會(huì)晤，商談?dòng)嘘P(guān)中東路的對(duì)策，會(huì)談內(nèi)容如何，外人不得而知，但蔣肯定對(duì)收回中東路表示支持7月10日，東三省當(dāng)局在中東鐵路沿線各地配置軍隊(duì)，沒收鐵路電報(bào)、電話，查封蘇聯(lián)商船公司、貿(mào)易公司、火油公司等，將中東鐵路管理局葉木沙諾夫、副局長(zhǎng)艾斯孟特等蘇聯(lián)高級(jí)官員全部免職，令范其光代理局長(zhǎng)，解散蘇聯(lián)職工聯(lián)合會(huì)、共產(chǎn)青年團(tuán)、婦女部、童子軍等團(tuán)體，逮捕蘇聯(lián)人200余名，制造了震驚中外的“中東路事件”。
13日，蘇聯(lián)就中東路事件向南京政府發(fā)出為期3日的最后通牒。同時(shí)黑龍江省城齊齊哈爾自7月1日至13日經(jīng)由輪船發(fā)往蘿北、璦琿、烏云、奇克、遜河等縣公文郵件，均被蘇軍扣留。15日中東路貨車停駛，烏蘇里鐵橋被蘇方破壞，吉林、黑龍江軍隊(duì)開往五站、滿洲里。
17日蘇聯(lián)政府宣布與國(guó)民黨政府?dāng)嘟^外交關(guān)系，停止與中國(guó)的鐵路交通，保留1924年中俄、奉俄兩協(xié)定規(guī)定的一切權(quán)利，并警告中國(guó)東北當(dāng)局和南京政府，中東路如不恢復(fù)原狀，中國(guó)將有莫大危險(xiǎn)，戰(zhàn)爭(zhēng)至此已不可避免。
中東路事變的起因
1929年東北易幟前后，南京國(guó)民政府頭面人物吳鐵城來到東北，與張取得聯(lián)系，曾有言“不到東北，不知東北之大；不到東北，不知東北之危”，蔣介石更是片面夸大蘇聯(lián)在東北的勢(shì)力，使張學(xué)良認(rèn)為蘇聯(lián)在東北勢(shì)力對(duì)其統(tǒng)治構(gòu)成威脅。同時(shí)蔣認(rèn)為東北依舊是一個(gè)獨(dú)立王國(guó)，奉俄開戰(zhàn)，只會(huì)使自己獲得漁翁之利。
同時(shí)，東北軍中一些少壯派，向張?zhí)峁┝艘恍╁e(cuò)誤的訊息，說蘇聯(lián)內(nèi)部空虛，邊境武裝不堪一擊，戰(zhàn)端一開，必然土崩瓦解，尤其連年收成不好，軍需民食大成問題，即或引起戰(zhàn)爭(zhēng)，最后勝利必然屬于奉系，張學(xué)良決定對(duì)蘇實(shí)施強(qiáng)硬政策。
這些人以中東路督辦呂榮寰為首（兼任中東路中方理事方，九一八后曾任偽滿產(chǎn)業(yè)大臣、偽滿駐南京大使等職），孫科在十多年后的《中蘇關(guān)系》一書中，提到張學(xué)良發(fā)動(dòng)中東路事變是“宵小”所致，所指的宵小就是呂榮寰。據(jù)許多東北軍老人回憶，呂之所以要挑起中東路事變，是因?yàn)橹袞|路歷年鐵路盈余很多，蘇方局長(zhǎng)主張用于建設(shè)，修建鐵路，而呂榮寰等則要按股分利，以便從中貪污，于是慫恿張學(xué)良強(qiáng)行收回中東路，以致釀成戰(zhàn)事。
主張收回中東鐵路路權(quán)的除呂以外，還有負(fù)責(zé)對(duì)蘇外交的東省特區(qū)長(zhǎng)官張景惠和在張手下辦理對(duì)蘇外交的特區(qū)教育廳長(zhǎng)張國(guó)忱、中東鐵路理事鄒尚友（后任南京政府外交部司長(zhǎng)、公使、大使等職）、李紹庚（后任中東鐵路理事長(zhǎng)，九一八投靠偽滿，任中東鐵路督辦，1935年任偽滿州國(guó)交通大臣衙任外交部大臣，1945年3月任偽滿駐南京大使）等，張國(guó)忱、鄒尚友、李紹庚全是哈爾濱商業(yè)學(xué)校畢業(yè)的學(xué)生。這個(gè)學(xué)校是帝俄在哈爾濱辦的學(xué)校，華人學(xué)生從小住在俄國(guó)人家里寄住，所授的課程也全是俄文課本，由這個(gè)學(xué)校畢業(yè)的學(xué)生不但俄語很好，就是生活習(xí)慣和世界觀也是帝俄那一套，對(duì)帝俄時(shí)代的將軍也有特殊的崇信。張國(guó)忱有一個(gè)白俄顧問是帝俄時(shí)代的將軍，名叫托瑪夫斯基，他向張建議說：“蘇聯(lián)有大饑荒，人民奄奄待斃，對(duì)于共產(chǎn)黨政權(quán)極度不滿，歐美各國(guó)對(duì)于蘇聯(lián)也有仇恨，倘若有人此時(shí)發(fā)難，共產(chǎn)黨必倒臺(tái)。中國(guó)若能趁這個(gè)機(jī)會(huì)將中東路主權(quán)一舉收回，不但蘇聯(lián)此時(shí)無力進(jìn)行反抗，就是世界列強(qiáng)也必雙手高舉，贊成中國(guó)的行動(dòng)”。張、鄒等人此時(shí)正想擠掉呂榮，由張取而代之。他們對(duì)呂不懂俄語，不諳俄情，卻占據(jù)全國(guó)第一肥缺，心有不甘，同時(shí)他們有南京政府外交部也有聯(lián)系，由蔡運(yùn)升去職、鄒尚友到外交部任職可知。