張作霖被日本人炸死後，少帥張學良當上東北之主，新上位的少帥急於立威，決定武力強行從蘇聯手中收回中東鐵路主權。

 
中東鐵路，是沙俄在中國東北修建了一條長約2500公里的鐵路。十月革命後，蘇俄政府宣布中東鐵路改為中蘇合營，但實際上是由蘇方把持。

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中蘇在合營問題上爭議不斷，雙方屢起衝突，蘇方對中東路的把持，令張學良感到極為不滿。

可是，張作霖的結拜兄弟張作相就持反對態度，他認為以全國力量對付蘇聯，也未必能打勝，光靠東北軍，恐怕收不回中東路，反而會惹出麻煩，另外，還要防止日本人乘機搗亂。結果卻被張作相不幸言中。

可年輕氣盛的張學良聽不進去，他敢叫板蘇聯是有如下幾點原因：

樹立威信。張學良新上位，想藉此事樹立威信。

國際形勢。蘇聯正發生大饑荒，國內人心惶惶，國際上又被歐美各國封鎖孤立，張學良認為蘇聯無力反抗，歐美列強會支持自己。

蔣介石支持。蔣介石對張學良說，假如中蘇開戰，中央會出手相助，屆時出兵十萬、撥款數百萬都不是問題。

有了蔣介石的支持，少帥信心滿滿。

1929年7月，東北軍開入中東鐵路沿線各地，接收各站並查封蘇聯機構，蘇方局長葉木沙諾夫等高級職員全部被免職，200餘人被逮捕。

令張學良想不到的是，史達林態度強硬，7月17日，蘇聯政府宣布中蘇斷交。

在國際上，儘管英美法等列強對蘇聯持敵視態度，但他們也不認同中方在中東路事件上的做法，因為此事一旦成為先例，將會損害英美法列強的在華特權。

9月至11月，蘇軍進攻中國東北邊防軍，東北軍參戰兵力十餘萬，蘇聯8萬，蔣介石說的中央軍當然是沒有出現，東北軍大敗，蘇聯占領了我國的黑瞎子島。

雙方傷亡數據：東北軍傷亡2000餘名，被俘7000餘名；蘇軍被擊斃143人，失蹤4人，受傷665人。

看到這樣的數據，只能用慘敗來形容了，而慘敗帶來的後果也是慘重的。

作為主戰場的滿洲里，蒙受巨大的損失，煤礦與礦區、工廠被炸成焦土，車站、機器、車輛、存煤都被焚毀。

東北軍在戰爭中的糟糕表現，令日本方面對張學良更加輕視，關東軍主任參謀石原莞爾狂妄地宣稱，對付張學良都不用真劍，只要用竹刀揮舞一下，就能把他擊退。

蔣介石在中東路的背叛，也令張學良心涼。

此戰也令張學良認清東北軍的實力，變得膽小，「九一八」事變，張學良不敢抵抗日本的侵略，多少因為此事。張學良擔心東北軍孤軍作戰，做出「無謂的犧牲」，因而提出了「全國抗戰論」。1931年9月18日深夜，張學良在他治療重症傷寒病所住的北平協和醫院召集在北平市的東北軍高級將領開會，會上張學良說:

當時各將領亦以張學良的主張為然，連夜即照茱臻所報告的內容電報南京中央政府。^[19]張學良在接見北平市各界人民抗日救國會代表時說：「我姓張的如有賣國的事情，請你們將我打死，我都無怨。大家愛國，要從整個去做，總要使之平均發展。欲抵抗日本，必須中國統一」。張學良對形勢判斷的依據是：中東路事件中，蘇聯是被動的，準備不充分，而東北軍是做了充分準備的，東北軍尚且失敗；「九一八」事變是日本蓄謀已久的，早已作好充分準備，東北軍孤軍奮戰，又談何能取勝？1904年的日俄戰爭，俄國戰敗。日蘇相比，日軍當時戰力強於蘇聯，那麼，東北軍與蘇軍作戰都打不過，更何況要面對比蘇聯態度和戰意更加強硬的日本人了。

中東路事件期間，蘇占據中國領土黑瞎子島，這是日後中俄在領土爭端中最難解決的問題之一。該領土爭議一直持續到2004年以協議方式，使中俄各得到黑瞎子島領土的一半。

2008年10月14日，半個黑瞎子島正式從俄羅斯移交至中國。