特别远东军的司令员是布柳赫尔元帅，也就是北伐军的军事总顾问加伦将军。他是苏联首批5位元帅之一，对东北情况和奉军情况非常熟悉，是北伐的战略总设计师，曾是蒋的首席军事顾问，蒋对他评价极高，即使在冷战高峰期（一九五七年）著成的反共名著《苏俄在中国》（据说是台湾的三个代表），加仑仍是唯一获得正面评价的苏联人，他回忆道：“这时候，留在汉口的苏俄军事顾问团团长布鲁辙，即嘉伦将军，离汉回俄时，仍经上海，特地来见我。这位嘉伦将军自民国十三年（一九二四年）来到中国以后，我认为他是俄国将领中最为杰出而最合情理的一位良友，还有最难得的一点就是他绝对没有布尔什维克的气味，所以我至今对他还是念念不忘。”至于苏军中的军官，我手里缺少这方面的资料，但据我所知，至少有两位二战中的苏联元帅在此役中担任相当重要的角色，日后死守斯大林格勒而名扬一时的崔可夫当时就在集团军参谋从事情报的收集和整理工作，直接对集团军司令官布柳赫尔负责，罗科索夫斯基任库班骑兵第5旅旅长。据说朱可夫时任罗科索夫斯基指挥的库班骑兵第5旅一个骑兵团长，可惜我手里没有资料证实这一点。
苏军在东线使用空军进行空袭，东线轰炸了绥芬河、穆棱两车站，西线的苏联远东红军进攻满洲里及扎贲诺尔，抢去机车，轰击车站。
奉军的部署
当时中东路东线护路军的是吉林军的旅长丁超，西线护路军是黑龙江军的旅长梁甲忠，战事忽发，他们事先毫无准备，当时首当其冲是梁忠甲和韩光第两旅。吕荣寰则向吉林省边防副司令长官张作相告急，请派兵增援东线。张反对和苏联出兵，故复电谓“军队没有开拔费”，令路局电汇哈大洋10万元，张作相才下令出兵，此时奉系在一线兵力约为6万人左右，在兵力上占一定优势。
张学良此时发布了动员令，派王树常为防俄第一军，率一部东北军开往东线，派胡毓坤为防俄第二军军长，率一部东北军进击于西线，此时奉军一线约十余万人，在兵力上略占优势。
奉苏军队战斗力对比
1929年的苏军，距离三十年代的大清洗还早，国内战争期间的将领都还在世。二个五年计划的成功，使苏军获得并熟练使用大量技术兵器，如飞机、重炮、坦克等。苏军当时的士气也很高，苏军的政治工作作得很出色。
反观奉军，长期以来占据东北，故战事不利时可退往东北，战事有利时可以出兵关内，故此勇敢精神不够。奉军多数将领都是土匪出身，军事素质差，军队兵员素质亦差，在第一次直奉战争中这一点暴露无疑，因此奉军一度大力发展海空军，空军实力一度号称全国最强，大力任命年青将领，但总体上进取精神仍然不足。
双方初期的军事冲突
7月20日，苏联在黑龙江上扣留中国海城号、宜兴号两艘轮船。21日—23日，苏联驻齐齐哈尔、哈尔滨、海拉尔、满洲里、黑河、绥芬河领事及海关职员和侨民经满洲里回国。至23日止，苏联人经满洲里回国者已达500余人，多半为妇女和儿童。23日，中东铁路500余名苏联员工呈请辞职，代局长范其光以其“无故辞职违则，妨碍路务”予以免职，至本日止苏联员工辞职或离职者593人。同时，苏联在乌苏里江和黑龙江扣留华轮，除航务局被扣5艘外，商船也有5艘被扣。沿江电报线亦被苏方割断。
7月28日，苏军步兵1个团、铁甲车3辆、炮4门，到十八里小站，割断通满洲里电线，勒令中国军警撤退。该站驻军1个排和4名警察，因寡不敌众，于晚7时撤退。29日，苏军炮击中国密山县当壁镇。
7月31日苏军又出动20架飞机在中国军队上空盘旋侦察。
8月6日，中东铁路细鳞河站铁桥石墩被炸坏两个。此后，破坏铁路，炸毁隧洞等事时有发生。