。然而，张学良的情报却全然相反。他电告南京称：“伯力附近铁路沿线，堆积粮秣如山，确有第三国由海参崴运输供给，如云俄方缺粮，实不足信。”据东北政务委员会判断，苏军“用兵计划，俟封冻后，一部由萝北进攻阳原，然后直捣哈埠；一部用骑兵直攻黑河，然后直攻江省省城。”[115]

不论张学良等人关于苏军将会进攻哈尔滨和中东路的判断准确与否，从11月17日开始，苏军真的开始发动了大举进攻。苏军进攻分东西两路，西路主攻满洲里和札兰诺尔，东路分别指向绥芬河和密山县，并轰炸了牡丹江。据张学良19日报告：17日“晨敌飞机二十七架，唐克车二十余辆，步骑炮兵三万余，进攻满洲里、札伦诺尔我军阵地。我军以少数之众决死拒守，团长营长以下死伤甚多。现正在激战中，满站十八里处铁路被截，票车被炸，乘客伤亡甚众。满站无线电台滨卢县署营房煤矿等均被毁，札伦诺尔阵地被坏尤烈，同时东路有飞机一队由下城子进至牡丹江，炸击我飞机厂。现札伦诺尔恐不能守，满站后路已断，守军亦复告急。祈转陈主座，余俟得续报。”[116]

两天后，张学良吃惊地得知，满洲里和札兰诺尔均告失陷，黑龙江省第十五、十七两个旅几近覆灭。鉴于蒋仍要其不屈不挠，忍辱负重，深知东北军无力阻止苏军推进的张学良不能不复电蒋介石，痛陈再不能如此轻率地牺牲东北军人的道理。其电称：“札兰诺尔韩旅死伤过半，遂至不守，满洲里梁旅因后路已断，绕道撤回，能否脱险尚不可知。敌军武器新锐远过我军，徒以血肉之躯奋与相搏，宁复有幸。钧电谕以忍辱负重，敢不勉遵。惟以一隅之力，当强敌倾国之师，值此河封冻之时，既无设险拒守之策，欲守我不犯人之信，更无作战之计划，甫言事事落于被动地位，牺牲袍泽于无益之地，言之实深痛心。所冀者，外交得有进展，广解我东省之倒悬，若长此听其自然，则良等诚不知所措。良等固不足惜，如国家何？”[117]

苏军此次大举进攻，仅几天时间，东路就深入百余里，打下了密山县，并进至佳木斯以北牡丹江以东地区；西路更是由满洲里、札兰诺尔，经嵯冈一气攻陷了海拉尔。黑龙江守军韩光弟旅全军覆灭，旅长及团长均告阵亡；梁忠甲旅则因突围不成被迫投降。仅西路两旅守军被俘者，就已上万，其他人员和财产损失更是难以计其数。[118]此役震动之大，极大地影响了整个东北边防和东北人心。东北西线守军由满洲里、漠河一线，被迫退守海拉尔以东及兴安岭、博克图一线。张学良甚至要求漠河方向各卡官兵保护商民退至嫩江，以就食粮。对此，南京政府除要求驻外各公使向列强各国通报苏联侵略情形，并向国联和非战公约组织提出控诉，要求各国共同制裁苏联外，也只剩下转托德国政府照会苏联，要求苏方顾念非战公约规定，接受中方建议，各自从边界后退军队30英里之一着可想了。[119]当然，张学良对南京方面的努力已不抱希望。

还在海拉尔沦陷前，张学良就已经命令蔡运升立即设法与苏方人员进行接触，谋求东北地方与苏联方面直接交涉。20日，蔡经过苏联驻哈副领事阔阔林向苏联当局递交了一封正式文件，声称希望立即开始就中苏冲突问题进行谈判。当日，阔阔林前往海参崴，得苏联外交人民委员会复函于25日返回哈尔滨。苏联政府条件依旧：（一）中方承认根据俄中协定恢复东省冲突以前之状态。（二）对于苏联方面根据协定所推荐之正副局长，即行恢复其职权。（三）因纠纷逮捕苏联人民即行悉数释放。苏联方面并声明，中方对8月29日由德国转达之先决条件未履行前，不能开始谈判。据张学良27日电告阎锡山和何成浚称：得此复函后，“良即召集寅僚从长讨论，佥以认外部交涉数月毫无结果，东省人死万余，财产损失约数万万，不能不设法了结。良查蒋主席暨外部从前均有电来指定三策，令由地方自了，遂于宥日致电俄外部，对前项三条件大体同意。”据此，张学良还直接去电蒋介石，要求同意“先由地方接洽，缓提国联”，以免节外生枝。[120]

27日，蒋介石得到张学良的电报，“骇异久之，曰：‘如此大事，中央与地方政出两歧，惹笑中外！’又曰：‘详汉卿电俄措词尚含混，似未完全屈服，然其无经验与胆识，不能坚持到底，至四月辛苦，付诸东流，令人痛惜！’”[121]

28日，莫斯科公布了张学良同意接受苏方先决条件以开谈判与苏方的来往信件。[122]消息传出，让正在按照外交部的要求推动国际制裁的中国外交官们一个个瞠目结舌，纷纷致电表示惊诧不已。对此，外交部只能矢口否认外电关于东北当局已经承诺恢复中东路原状的说法，但它同时亦不能不承认，莫斯科公布的消息亦并非全无根据。其29日分别电告各公使，解释说：“俄事近由辽宁与俄商洽昨已接有张长官详细报告，惟商洽内容与中央意旨相合。”“俄事如能直接交涉固中国政府所深望。”东北方面“如与喀氏有所商洽，在张长官答复范围内自不妨酌量进行。”且“最近俄向辽宁提议三条仍不外喀氏主张，已由张长官答复，可由彼推荐正副局长，余待会议解决。”[123]

事实上，同意由彼推荐正副局长，所谓余待会议解决云云，纯为一种托辞，外交官们心知肚明。只不过，并不是所有的外交官这时都能理解这种妥协的必要。相反，倒是阎锡山等对此看得清楚。其手下的一名干部这时就说过：“东省当局因满、札各埠相继沦陷，承认三条出于万不得已，无异城下之盟。查俄方所提一二两条，完全以中俄及奉俄两协定为根据，显系表示遵守信约范围，借以博国际同情，而我方完全承诺即无异自任毁约责任。俄方正副局长复职，更以见当日指为越权及宣传赤化为无根。至所提三条只声明释放俄人而我方被拘侨民并未提及，纯系片面有利，且开议日期及地点须俟第二条履行后再行协商，既未确定时限，彼方目的既达，难免故意迁延。对善后事宜俄方请于履行条件后由我方派代表前往伯力与该地驻在交涉员协商，尤当受其左右。此等办法颇类战败国之屈服，开此恶例，易启他国轻视，棘手更多。惟在我实力不允，交涉又屡失事机，稽延时日，一切损失等于白费，出此下策亦属无可如何。”[124]

由于高唱“革命外交”，积极废除不平等条约，收回各项权利，已造成国内舆论中民族主义情绪极为高涨。还在莫斯科公布张学良与苏联交涉消息的前一天，国民党上海特别市执行委员会就曾通过决议，就中俄交涉迄未解决，致使东省牺牲极大，要求中央立免外交部长王正廷职，并拿办外交部亚洲司司长周龙光。可知此时对俄交涉的任何失误，都可能给政治家的政治生涯带来一场噩梦。因此，尽管在给各公使的电报中，王正廷再三强调张学良的让步中央十分清楚，且已予认可，在对新闻界表态时，他却一再强调自己对东北当局与苏联政府之间的直接交涉，并未接到报告。[125]然而，到12月2日，蔡运升受东北当局派遣赴伯力与苏联代表商谈，已是众所周知，且蔡本人也公开承认，张学良全部承认了苏方提出的先决条件。面对这种情况，王正廷又不得不出面否认。[126]