然而张学良毕竟没有其父的手段和魄力，关东军擅自谋杀张作霖，已经造成奉系与日本的反目，此时若要维系东北平衡，奉系万万不能再去开罪苏联。可恰恰在这个时候，南京方面不断宣传苏联对东北的侵略，同时暗示张学良可以对苏强硬。或许是高估了自己的军事才能，抑或是幻想南京方面会给予援助，东北军遂以武力手段收回中东铁路路权，但此举立马遭到苏联方面的强烈反弹，以致对方向南京和沈阳同时发出最后通牒。

“中东路事件”不是瞬间爆发的，鉴于奉系的强硬态度，苏联已经同意将部分路权归还中国，如果张学良在这个时候见好就收，把剩余目标留到以后徐徐图之，苏奉之战不会打响。但短暂的胜利和舆论的裹挟让张学良愈发膨胀，坚持要收回全部路权而且要立刻马上收回。结果苏联以损失不到千人的代价击杀东北军一万多人，奉军参战各部遭到毁灭性打击，中东铁路恢复原状。

张学良的盲目在这场局部冲突中表现得淋漓尽致，苏奉交恶导致日本断定苏联不会再对张学良施以援手。此事件结束之后的第二年，中原大战爆发，蒋、冯、阎、桂在关内杀得天昏地暗，张学良见状开始带兵救援自己的好大哥。随着东北军主力入关，东北防务出现空虚，日本关东军觉得这是一次千载难逢的良机，于是借口一段铁路被毁，炮轰沈阳北大营，九一八事变由此爆发。