事件經過
張學良計劃收回路權
1928年6月3日，與北伐軍作戰失敗的奉系軍閥首領張作霖乘坐火車由北京返回沈陽。4日晨5時27分，行至皇姑屯時，張作霖所乘專車被炸，張作霖受重傷後于當天死去。
6月19日，其子張學良就任奉天督辦，主政東北。12月29日，張學良将軍宣布東北易幟，服從國民政府。
12月30日，南京國民政府任命張學良為東北邊防軍司令長官。至此，南京國民政府在形式上完成了中國的統一。
張學良主政東北後，有感于俄日兩大帝國主義對中國東北進行瘋狂滲透，導緻北患無休無止，決心加速收回中東鐵路路權，維護國家主權。
而南京的國民黨中央政府為了達到推行反蘇反共政策，切斷蘇聯與中國共産黨的聯系，同時消耗東北地方勢力的目的，利用以張學良為首的東北政府決心奪回失去的主權的這種心理，片面誇大蘇聯的對華野心和其勢力在東北的滲透，激化張學良與蘇聯方面的矛盾。
而此前在東北當局收回中東路權的單方面行動中蘇方表現出的忍讓使張學良和東北政府内部一部分人誤認為蘇聯軟弱空虛、外強中幹，因此堅定了使用強硬手段收回全部路權的決心。
“五.二七事件”
1929 年5月27日，張學良在蔣介石的指使下密電哈爾濱特區長官張景惠，派軍警搜查蘇聯駐哈爾濱使館、逮捕蘇聯駐哈總領事，同時封閉了中東鐵路蘇聯職工會，并強迫中東路蘇方正、副局長停職。
29日，張景惠又下令封閉哈爾濱、齊齊哈爾、海拉爾等地蘇聯領事館。張學良這一公然違反國際公法的行為激怒了蘇聯政府，蘇聯對此事反應速迅，态度強硬。
31日，蘇聯政府向南京政府提出抗議，要求釋放其在哈爾濱領事館被捕人員，同時向邊境地區增加兵力，準備在外交交涉失敗時訴諸武力。“五.二七事件”成為中東路事變的開端。
武裝沖突
針對蘇聯方面的軍事壓力，東北方面也采取了強硬态度，針鋒相對的積極備戰。6月22日至25日，張學良在沈陽召開對蘇會議，7月7日，張學良抵達北平與蔣介石會晤，取得了中央政府對收回中東鐵路的支持。
7月10日，東北當局在中東鐵路沿線各地部署軍隊，強行以武力接管了中東鐵路，将中東鐵路管理局葉木沙諾夫、副局長艾斯孟特等蘇聯高級官員全部免職并遣送出境，逮捕了蘇方200餘人。
7月13日，蘇聯政府向中國政府發出最後通牒，限三日答複。“倘不得滿意之答複時,蘇聯政府迫于不得已,将取他種方法,以防衛蘇聯之所有權利”。
17日，蘇聯政府決定召回駐華使節、商務代表及中東鐵路蘇籍人員斷絕中蘇間的鐵路交通，令中國駐蘇使節離境，與中國斷絕邦交，并威脅中國東北當局和南京政府，中東路如不恢複原狀，中國将有莫大危險。
21日至23日，蘇聯駐齊齊哈爾、哈爾濱、海拉爾、滿洲裡、黑河、綏芬河領事及海關職員和大量僑民經滿洲裡回國。至此戰争已不可避免。
中蘇開戰
1929年8月17日，中國國民政府對蘇聯宣戰。武裝沖突的規模進一步升級，中東鐵路事件已經由武裝沖突發展為一場不折不扣的戰争。
蘇軍以中東鐵路西端的滿洲裡——紮贲諾爾方向為陸上進攻的主要方向，東北軍方面在滿洲裡——紮贲諾爾方向防禦的是梁忠甲的第十五混成旅和韓光第的第十七混成旅。
1929年8月17日，中國對蘇宣戰當天，蘇軍步、騎兵一個團進犯滿洲裡，與滿洲裡中國守軍梁忠甲旅激戰4小時。8月18日晚10點30分，蘇軍又開始向紮贲諾爾東北軍第四十三團二、三營陣地攻擊。
8月20日早6時，蘇軍用鐵甲列車運兵200餘名，向梁忠甲部騎兵十團進攻，戰鬥1小時左右蘇軍退去。
9月4日，蘇軍以異常猛烈的火力向駐紮蘭諾爾的中國軍隊陣地右翼轟擊。
9月9日下午4時，蘇軍約一個團，在大炮掩護下，由十八裡小站方面向滿洲裡車站中國軍隊發起猛攻，直到晚8時30分，蘇軍才撤退。
1929年9月中旬以後，中蘇談判完全破裂，蘇聯決定對東北軍發起緻命性的打擊。
10月4日，東北邊防軍司令長官公署拟定《國民義勇軍組織條例》，鼓勵組織義勇軍支援對蘇戰争。沖突進一步升級。
1929年10月2日，蘇軍步兵千餘人向滿洲裡守軍三十八團三營陣地進攻，雙方戰鬥激烈。随後又不斷以飛機大炮掩護向滿洲裡車站各陣地進攻，雙方戰鬥到3日晨。
10月10日，貝加爾方面蘇軍3萬人向中國東北邊界進發，而此時負責防守梁忠甲旅已與蘇軍戰鬥數十日之久，後援不繼，告急求援。
1929年11月16日，蘇軍以四萬餘人兵力，大炮三、四百門，坦克車四十餘輛，飛機三十餘架開始了對滿洲裡和紮贲諾爾的大規模地進攻。夜11時，蘇軍首先以坦克引導步兵開始了對紮贲諾爾的進攻。
17日早7時，蘇軍飛機又開始轟炸滿洲裡，中國駐軍司令部、電車房、三十八團樓房、憲兵所均被炸毀，無線電台也被震壞。
1929年17日10時紮贲諾爾車站被蘇軍占領，18日下午1時，紮贲諾爾煤礦也被蘇軍占領，中國守軍韓光第旅長、張林雨團長陣亡，全旅官兵傷亡過半，千餘被俘。
戰至19日，中國守軍司令部所在地南山頭已經幾乎無兵守衛。雖然蘇軍飛機頻繁轟炸使中國軍隊傷亡慘重，但中國官兵毫不退讓，頑強抵抗着蘇軍的進攻。在中國守軍司令部門前雙方進行了激烈的白刃交鋒，喊殺之聲，聞于數裡。由于寡不敵衆，加之外無援軍中國軍隊漸漸不支。
20日淩晨3時，彈盡糧絕、無力再戰的中國軍隊向紮贲諾爾方向突圍，試圖繞道達贲湖退守，以待援軍，但遭到蘇軍迎頭堵擊，隻得退回火車站，随後蘇軍炮火猛烈轟擊市區。守軍決心背城一戰，死守國土。
但此時滿洲裡各界代表協商後認為守軍敗局已定，繼續抵抗下去已經意義不大，為了保護全市人民及外國僑民生命财産應及早停止戰鬥。于是要求梁忠甲旅長停止抵抗，與蘇軍交涉停戰。
在蘇軍答應了守軍提出的嚴守紀律，善待中國平民和放下武器的中國軍人的條件後，中國軍隊向蘇軍總指揮沃斯特洛索斯基繳械投降，11月20日早10時蘇軍進入市區。
中國軍隊在3天的戰鬥中傷亡副旅長以下官兵一千五百餘人，傷一千餘人，被俘七千餘人，其中包括旅長以下250餘名軍官。梁忠甲旅長、旅參謀長及各團長均于二十四日押往蘇聯境内。蘇軍死亡143人，失蹤4人，受傷665人。
滿洲裡陷落後西線東北軍全線崩潰。11月23日蘇軍占領嵯崗車站。同日蘇軍飛機12架轟炸海拉爾，呼倫公安局等自海拉爾向博克圖站撤退。24日蘇軍攻占海拉爾。
11月26日黑龍江省政府和東北邊防軍司令官公署決定，從本日起在齊齊哈爾宣布戒嚴，并委任窦聯芳為臨時戒嚴司令，所有駐省軍警均歸該司令指揮。
事件結果
到1929年11月底，東北軍在各條戰線上的人員傷亡已經累計近萬，損失了大量的裝備和物資。另一方面，中東路事件爆發後，日本方面對東北軍的調動百般阻撓，不準中國武裝部隊經由其控制的南滿鐵路北運。
駐紮在遼甯的日本關東軍也不斷組織演習、搶修工事，準備借中蘇交戰之機挑起事端。
面對蘇軍的大舉進攻，南京國民政府外交部曾通告《非戰公約》簽字國，請求列強調停。12月3日，英、美、法三國照會中蘇兩國，要求蘇、中停止戰争。但蘇聯拒絕第三國參與調停，建議蘇、中兩國協商解決。
鑒于東北軍的敗局已經很難挽回，張學良于是接受蘇聯的建議，決定停戰議和，和平解決中東鐵路沖突。經過談判，12月3日東北方面談判代表蔡運升與蘇聯代表斯曼諾夫斯基在雙城子簽訂了《停戰議定書》。
6日，東北政委會決定承認《停戰議定書》，并派蔡運升為正式會議代表于12月16日與蘇方代表斯曼諾夫斯基、梅裡尼可夫在伯力外交公署開始中蘇預備會議談判。
22日，蔡運升與梅裡尼可夫在伯力簽訂《中蘇伯力會議草約》，規定兩國立即息争，中東鐵路恢複中蘇合辦，蘇軍盡速退出滿洲裡，彼此釋放所俘軍民，重設領事館。議定書恢複了蘇聯在1929年7月10日以前在中東鐵路的一切權益，中東路事件基本得到解決。
12月底，蘇軍開始撤軍，但繼續占領黑龍江和烏蘇裡江交彙處面積達 360平方公裡的撫遠三角洲(黑瞎子島)等中國領土。中國方面則釋放了沖突發生以來逮捕的蘇方人員。1930年初，蘇方釋放了沖突中被俘的中國官兵。
