В феврале 1929 года советское правительство предложило представителям Чан Кайши провести переговоры и попытаться урегулировать разногласия. Но встреча в Мукдене советского генерального консула Бориса Мельникова с китайским военачальником Чжан Сюэляном окончилась взаимными обвинениями и ссорой. Ноты протеста советского правительства также не возымели действия, более того, дубань дороги Люй Чжун-хуан потребовал от генерального управляющего КВЖД Емшанова и его заместителя Эйсмонта передать управление представителям китайской стороны. После отказа выполнить это требование они были отстранены от службы и высланы в СССР. Последовали аресты и высылки других служащих КВЖД. Стремления мирно разрешить конфликт результата не дали.
Несмотря на то что КВЖД находилась, по сути, на территории Китая, действия правительства Чан Кайши были явно провокационными. Правда, и СССР действовал далеко не в интересах дороги – среди работников КВЖД было множество сотрудников разведки, которые работали отнюдь не на пользу правительству Чан Кайши. Так или иначе, обмен гневными нотами и протестами завершился в июле 1929 года. Реагируя на очередную советскую ноту, 16 июля китайская сторона прислала ответ, в котором говорилось о том, что Китай вынужден пойти на меры по поддержанию общественного порядка и действия властей северных провинций являются вынужденным, учитывая противоправные действия советской стороны. Кроме этого там отмечалось, что в СССР без предъявления обвинений были арестованы тысячи китайских эмигрантов и торговцев, а тысячи оставшихся на свободе китайцев поставлены в условия, в которых они не имеют возможности зарабатывать себе на жизнь. Китайское правительство было согласно отпустить советских служащих КВЖД, если Советский Союз освободит всех китайских граждан, арестованных по политическим мотивам, и если всем китайским гражданам, торговцам и организациям будет гарантирована соответствующая защита.
Уже на следующий день из Москвы пришел ответ, в котором нота правительства Чан Кайши признавалась неудовлетворительной. Так как конфликт зашел в тупик, СССР объявил о разрыве дипотношений с Китаем, отозвал своих дипломатических, консульских и торговых представителей и выслал из страны китайских официальных лиц. В тот же день, 17 июля, был остановлен транссибирский экспресс, следовавший по КВЖД. 19 июля китайское правительство опубликовало манифест, в котором объясняло другим странам свою позицию в конфликте. 20 июля правительство Чан Кайши объявило о разрыве дипломатических отношений с СССР.
Практически сразу же после этого на границе начались активные маневры советских войск. 7 августа была сформирована Особая Дальневосточная Красная армия (ОДКА). Продолжался обмен нотами протеста, были попытки вести переговоры, однако они окончились провалом. Конфликт перешел в ту фазу, когда вопрос состоял не в том, начнутся ли активные военные действия в принципе, а в том, когда они начнутся. Взаимные провокации происходили едва ли не ежедневно, дошло даже до того, что жители приграничных районов создавали собственные отряды самообороны, которые давали отпор регулярным частям – как советским, так и китайским.
К 1 октября 1929 года основные силы китайских войск (около 5–6 тысяч человек и 20 орудий) сосредоточились у устья реки Сунгари в районе Лахасусу – Фугдин (Фучин). Советская Сунгарийская группа была расположена на северном берегу Амура в районе устья Сунгари. Понимая, что в сложившейся ситуации время работает на противника и что китайская армия с каждым днем наращивает число войск у границы, советское командование приняло решение первым перейти в наступление. Сунгарийская наступательная операция ОДКА началась 12 августа. Амурская флотилия в бою под Лахасусу потопила 7 из 11 находившихся там китайских кораблей, на следующий день город был взят сухопутными частями ОДКА.
Китайские формирования, уцелевшие в боях у Лахасусу, отошли к городу Фугдин (примерно 60 км вверх по реке Сунгари). Однако и там закрепиться им не удалось. Фугдинская операция (военные историки считают ее вторым этапом Сунгарийской наступательной операции), начатая ОДКА 30 октября, уже через пять дней окончилась полной победой советских войск.