1929年7月10日早晨，张学良发兵，以武力接管了中东铁路全线，解除苏方铁路正副局长和各正副处长职务，封闭了全路的苏方职工会、合作社等团体，搜查、逮捕了苏方人员200余人，并将其中包括苏方局长、副局长在内的59名高级职员遣送出境；此外，还封闭了苏联驻哈尔滨的一切外交机关和商务机构。
事件发生后，苏联外交部于7月13日以最后通牒形式向南京国民政府提出和平解决中东路事端的三项办法：(1)从速召集会议，解决中东铁路一切问题；(2)中国政府立即取消对于中东铁路的一切不合法行为；(3)从速释放所有被捕的苏方人员，立即停止一切处分和压迫苏方人员与机构的活动。并要求南京国民政府在3天之内，对上述提议作明确答复，否则，苏联政府将采用其他方法，保护苏联合法之权利。
7月16日，南京政府复电苏联政府，认为此次中东路事端的发生“完全出于维护治安之必要”。这样，外交解决已没可能，苏联政府遂于7月 17日正式宣布与南京国民政府绝交，撤回苏联驻中国使馆及侨务代表，召回中东铁路苏方人员，停止中苏间全部铁路交通，命令中国驻苏外交人员迅速离境，并声明保留1924年的中苏协定之一切权利。