晚清时期
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。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。
北洋政府时期
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。
国民政府时期
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。
三江口战役
三江口位于黑龙江、松花江、乌苏里江汇合处一带。10月12日早晨5时，苏联军舰8艘突向东北海军和三江口海军陆战队进攻，东北海军还击。激战1小时后，苏联飞机18架前来助战，向东北舰队投掷炸弹。战至中午，东北海军江平、江安、江泰、利绥、东乙号军舰和兵船中弹沉没，200余官兵殉职。苏联军舰被击沉3艘、击伤4艘，飞机被击落2架。
同江战役
同江位于松花江与黑龙江汇合处。此次战役与三江口海战同时进行。10月12日苏军一面向三江口东北海军进攻，一面进袭同江县城。当三江口东北军舰被击沉后，苏军便集中火力进攻东北海军陆战队及陆军战线。参战的苏军不仅有飞机、军舰，还有步兵、骑兵，并附以机关枪和山炮。战斗中，东北军损失惨重，伤亡官兵500余人，海军陆战队队长李润青阵亡。下午3时，东北军放弃同江县城，三江口江防亦随之不守。
富锦战役
富锦位于松花江下游南岸。10月14日，东北军在收复同江的同时，把同江至富锦的河道封锁。为防止俄军侵入，又先后把6只拖船、2只商船和2艘军舰沉入江底。30日晨8时，苏军飞机10余架飞抵富锦上空，向东北军舰船和陆上机关进行轰炸，东北军虽然作了还击，但损失严重，不得不实行退却。苏军趁东北军退却之机，破坏拦江防线，清除江中障碍。31日上午10时，苏军集中军舰7艘，飞机9架，步骑兵3000余人，各种炮80余门，机关枪200余挺，全力进攻富锦，经激战，于当日晚6时占据富锦。
扎赉诺尔战役
扎赉诺尔位于满洲里以东的中东铁路线上，东北军第17旅在这里驻守。11月17日晨，苏军在远东集团军司令官布留赫尔指挥下，以一个师以上的兵力，大炮60门、飞机20余架，并配以坦克、装甲汽车等现代武器，大举进攻扎赉诺尔。与此同时，苏军以相当兵力包围满洲里，以少部分兵力进袭扎赉诺尔以东的嵯岗站，以阻断东北军的后援。东北军拼死抵御，与苏军激战两昼夜，损失惨重，遭致失败。此役，东北军伤亡2000余人，旅长韩光弟、团长林选青阵亡，团长张季英重伤后自杀，另一团长何双奇率余部1200余人突围退出。19日，苏军占领扎赉诺尔。
满洲里战役
满洲里位于中东铁路最西端，是通往苏联和外蒙的必经之地。11月7日，苏军开始轰炸和围攻满洲里。东北军第15旅英勇还击，坚守阵地。扎赉诺尔战役打响后，第15旅企图突围东援第17旅，但未成功。不久，攻占扎赉诺尔的苏军转向西进，第15旅陷入重重包围之中。东北军拼死抗争，伤亡日增；在孤立无援、弹尽粮绝之时，向南突围，复遭苏军堵截，结果以失败告终。此役，副旅长魏长林阵亡，旅长梁忠甲以下8431人被俘。
海拉尔战役
海拉尔位于扎赉诺尔以东的中东铁路线上，是内蒙古北部一个具有重要战略意义的城市。苏军在取得扎赉诺尔和满洲里战役胜利后，曾威逼驻守在海拉尔一带的东北军步兵第1旅和骑兵第3旅放下武器，但遭到拒绝。于是，苏军特别组建了由装甲列车和搭乘军列、汽车的步兵构成的快速集群。11月23日，苏军向海拉尔发起总攻，东北军坚决抵抗，双方伤亡极重。当日，苏军占领了海拉尔以西的嵯岗站。苏军不断增援，并有飞机配合，东北军渐渐不支。25日，苏军占领海拉尔。
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。
