1929年7月、張学良はソ連側の協定違反を理由に鉄道権益を武力回収を試みるも、ソ連軍の攻撃に敗北した（中ソ紛争）。勝利したソ連は、1929年12月に結ばれたハバロフスク議定書（、）で、回収された利権の原状回復を認めさせ、鉄道の運行も翌年から平常化した。一方、国民政府は議定書を奉天軍閥の越権行為と見なし批准しなかった。そのため、中ソ両国の直接交渉がモスクワで始まり、中国側は鉄道の売却を迫ったが、1931年の満洲事変の勃発により交渉は打ち切られる。