5月2日，围绕中东铁路的争端没有任何缓和，恼羞成怒的斯大林命令远东军区开始报复。阿穆尔河区舰队在黑龙江强行扣押了华国海城号、宜兴号两艘轮船。并将黑龙江沿线的海关职员和侨民撤回国内。仅两日，经满洲里回国者多达500余人，多半为妇女和儿童。
3日，中东铁路500余名苏俄员工呈请辞职。同时，苏俄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。
5日，苏军派出步兵1个团，到十八里小站，割断通满洲里电线，勒令华国军警撤退。该站驻军1个排因寡不敌众撤退。6日，苏军炮击密山县当壁镇。
7日，苏军百余名携大炮2门，在鸥浦县街南门外与东北军交战，互有伤亡。苏机27架在华国领空飞行数周而去。午后4时左右，苏军百余人占领满洲里红山嘴子。夜间进至三卡。
10日，苏方用大炮攻击鸥浦县城。11日早县城失守。12日，苏军炮轰东宁，激战一夜未曾攻入，次日黎明苏军撤退。14日，苏军步兵两连、骑兵一连由苏境阿巴该图向扎兰诺尔东北军阵地射击，双方战斗2小时，互有伤亡。午后2时30分，苏军步、骑、炮约一师兵力，由阿巴该图越境，向扎兰诺尔站进攻，炮击东北军阵地，双方激战5小时，苏军始退。
15日，华国国民政府发表对苏俄交战宣言。驻满洲里梁忠甲旅与来犯苏军步、骑兵一个团作战，苏军在阿巴该图附近有一个师以上兵力，并有机械部队。苏军袭击海拉尔交涉员所属的七卡、八卡，双方交战一昼夜，东北军败退。
17日苏军又开始向扎贲诺尔东北军第43团阵地攻击。下午1时，扎贲诺尔四十三团阵地对面苏军又增兵约六、七百名。5时苏军又出动飞机五架由阿巴该图向十八里小站飞来，19日，苏军攻陷绥滨县城。
面对咄咄逼人的苏俄政府，东北当局早有准备。16日，张学良将刘翼飞的防俄军第一军，胡毓坤的防俄军第二军共约6万人派往东西线备战。
苏军初期使用至多不超过一个团的兵力，对东北军进行袭扰，企图迫使东北军做出让步，东北军则针锋相对，在中东铁路中大量召集白俄人入伍。这些白俄多是职业军人出身，军事素质好，虽然纪律较差，但战斗力给东北军留下很深的印象，故此东北军企图以俄制俄，不料更加激怒了苏军。
苏军经过近两年的时间，通过西伯利亚大铁路集结了超过十万人以上的强大兵力，后勤补给也没有问题。而同时奉苏谈判完全破裂，20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，而华国态度虚伪，毫无诚意。所以对以前经过德国调停一切交涉断然中止。此后对于华俄国境惹起一切责任，苏俄概不承担，并决定对东北军发起致命性的攻击。
东北军对此亦有防备，5月22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。
就在张汉良雄心勃勃想与苏俄大战一场之时，令他没想到的是中原大战后主动投靠他的石友三又造反了。而且对方起兵6万人开始沿平汉路北进，第一作战目标是占领石家庄，第二作战目标是占领保定，然后进军平津。
石友三在中原大战中见风使舵，所以部队保持比较完整，如今割据平汉路豫北一带的顺德、磁县、邯郸、彰德等地。他很有野心，希望凭借着自己部队不俗战斗力，获得一个长久的封地。可战后发现，所有人都获得了不错地盘，唯独自己还是借住在河北，随时有被调走的可能。
石友三看到自己的命运岌岌可危，不能不另做打算。恰在此时，蒋凯石因约法问题同胡汉民决裂，并将胡扣压于南京，引起国民党再次分裂。党内胡汉民派、汪卫精派、孙科的太子派以及西山会议派等领袖纷纷南下广州，成立了“非常会议”和国民政府，与南京形成宁粤对峙。
正是在这一背景下，石友三看到了机会。他想借蒋凯石全力对付粤方，无力北顾之机，进一步扩大自己的势力。于是他开始四处活动，联络原西北军同僚和晋军共同倒张反蒋。
最先表示支持石友三的是原同僚孙殿英。5月17日，当孙殿英得知石有倒张反蒋的念头后，致电石友三明确表示愿荣辱与共，合力反蒋。其实这是广州“非常会议”暗中活动的结果，他们积极联络北方原有的反蒋势力，希望藉此扩大反蒋同盟。
粤方的行动立即赢得了阎百川、冯焕祥的回应，二人纷纷召集旧部布置，形成更大规模的计划和动作。孙殿英、韩复渠等就是通过冯焕祥的牵线搭桥才同意和石友三联手的。甚至为了拉拢实力最强的韩复渠，阎百川还让徐永昌给韩发了电报，说只要他起兵，晋军将拥护他为联盟首领。
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