中东铁路职员多为苏联人，中下层职工中亦有相当多的苏联人，中东路事件后他们发起大规模罢工，实际上使中东路全面停开。
8月6日，中东铁路苏联职工会号召全体苏籍职工辞职散发传单。传单说，东铁职工已被奉天当局裁去约1000人，又有2000苏联职工自动辞职。呼吁苏籍职工不再为中东铁路者作事。
8月9日帽儿山站苏方副站长西大连克、郭洛吉洛夫，召集苏职工开会，拟于11日一律罢工，事泄后，2副站长被捕。
8月11日，中东路特警第三区警察总署将绥芬河东铁机务段第四段管内辞差的苏联职工53名以“变形罢工”名义解送护路军总司令部讯办。
8月14日，扎兰诺尔煤矿苏联职工破坏矿内设备，鼓动罢工，并在河水暴涨时挖开土坎、淹灌煤沟。
8月21日，军政铁路联合办事处令，将太平岭、细鳞河两站已辞职之苏联人一律逮捕，严行讯问炸车“正犯”，如不能指出“正犯”者一律扣留。
9月2日，东省特别区特警处逮捕预谋炸松花江大桥的苏联人2名。
日本的反应
中东路事件爆发后，日本关东军一方面不准中国武装部队经由南满铁路北运，另一方面日本关东军参谋长板垣征四郎和关东军主任参谋石原莞尔等组织“参谋旅行”，一行到哈尔滨。石原莞尔奉命起草了《关东军占领满蒙计划》。
同时，日本方面对中国查封苏领馆，驱逐苏正、副局长“异常侧目”。日本驻长春第三十八联队部并第二大队日夜进行实弹演习，并准备以200万元的资金修建营房和陆军医院，同时准备再从本土调集一万人，待双方精疲力尽后趁机独霸东北。
决战
苏军经过两个多月的时间，通过西伯利亚大铁路集结了超过八万人以上的强大兵力，后勤补给也没有问题，而同时奉苏谈判完全破裂，9月18日苏联政府向各国大使宣布，关于中东铁路问题，苏方始终主张和平解决，而中国态度虚伪，毫无诚意。认为今后之交涉无望，以前经过德国调停一切交涉断然中止。此后对于中俄国境惹起一切不祥事件之责任，苏概不承担，决定对东北军发起致命性的攻击，以促使东北当局回到谈判桌前。
东北军对此亦有了解，故10月4日，东北边防军司令长官公署拟定《国民义勇军组织条例》。内称，“赤羌寇边，首在抗御，凡属国民或团体有为国牺牲效命疆场之志愿者，投为义勇兵、义勇军”。条例规定，名义上属个人者，定为国军义勇兵，属于团体者定名为国民义勇军。
10月2日，苏军步兵千余人向满洲里三十八团三营阵地进攻，双方战斗激烈。随后又不断以飞机大炮掩护向满洲里车站各阵地进攻，双方战斗到3日晨。
10月10日，贝加尔方面苏军3万人向中国东北边界进发，而此时负责防守梁忠甲旅已与苏军对峙数十日之多，后援不继，告急求援。
10月12日，爆发了著名的三江口中苏海战，亦称同江之役。早5时，苏军出动飞机25架、军舰10艘、机关炮车40余辆，后又增派骑兵约800余名、步兵3000余，向同江中国军队进攻。至午后3时，同江县城失守。此战役
中国海军江防军全军覆没。
详细经过是十二日晨在同江的苏联海军阿穆尔河区舰队（也有资料称是苏军远东舰队，但从苏方资料来看应为阿穆尔河区舰队）由斯加斯克率领以旗舰"雪尔诺夫"号为首的舰艇共9艘（军舰5艘，其中3艘吨位在950吨以上，另有4艘武装轮船，计有152毫米大炮4门，120毫米大炮18门，并有飞机十余架支援），飞机25架；东北江防舰队则由"江亨"舰长尹祚干代理指挥"利捷"(旗舰)，"利绥"，"江平"，"江安"，"江泰"等六艘浅水炮舰应战，另有“东乙”号武装驳船。（除“江亨”为550吨，“利济”为360吨，其余均在200吨以下，全舰队只有