上世纪50年代以后，由于前苏联推行霸权主义，中苏关系紧张，并随着时间的推移而愈演愈烈。早在1964年，中国就感受到了来自苏联的核威胁。起因是从1960年起中国一再向苏联提议就两国关系边界问题举行谈判，苏联方面多次予以拒绝，直到1963年才同意磋商，但苏联坚持认为：“不能不考虑到国与国之间存在的历史上形成的边界”，言外之意是必须维持沙皇用不平等条约掠夺的中国领土现状，还说：两国都是社会主义国家，“边界问题将逐渐失去意义”。
1964年8月15日，在中苏边界谈判最后一次会议上，中国代表团团长曾涌泉表示，如果苏方再不作出让步，“中方可考虑通过其他方式解决问题”。苏联方面认为这是军事威胁。9月15日，赫鲁晓夫发表谈话说，苏联将使用所有手段，包括“最新式的歼灭性武器”来保卫自己的边界，这是苏联第一次暗示，它有对中国动用核武器的可能。
1964年10月赫鲁晓夫下台以后，继任的苏共领导人继续推行强权政治。11月7日晚上，苏联国防部长马利诺夫斯基甚至借着酒劲，公然对来访的中国元帅贺龙挑衅说：“我们现在已经把赫鲁晓夫搞掉了，你们也应该照我们这么办，把毛搞掉，这样我们就能和好了。”致使中苏关系继续走向恶化。
《纽约时报》记者哈利逊·索尔兹伯里在他的著作《中苏战争》中写道：“一位最优秀的苏联科学家，在1969年春曾同他的美国朋友谈到，苏联已经非常讨厌中国，有可能爆发战争。他说：“假如发生战争，我们就不会像你们美国人那样，只是小打几下，我们是要彻底干的。”
日本著名军事评论家小山内宏在他所著的《中苏战争》中也说：“苏联正在策划的对中国的战争，将是一场世界上从未经历过的战争，也就是说不但使用原子弹，而且将使用氢弹。苏联远东战略的核心，就在于使用核导弹。”
在1964年毛主席提醒不能只注意帝国主义，不注意修正主义，要准备帝国主义和修正主义联合打我们这一手之后，7月中央军委战略小组组长刘伯承元帅带着参谋，视察了中苏边界的黑龙江地区，仔细研究了抗日战争末期苏联进军东北的路线和作战情况。结合未来反侵略战争，谈了对国防的构想，为中共中央军委制定战略计划提供了重要依据。
1966年3月28日，毛主席在与日共领导人宫本显治谈话时说：苏联在外蒙古设立了原子弹、氢弹基地，驻扎了两个师。在中亚西亚的新疆那一边的哈萨克斯坦增加兵力。在赤塔以北的伯力、海参崴增加兵力。我们要准备美苏合作，瓜分中国。以准河、陇海铁路为界，苏联占领北边，美国占领南边。但他也认为这只是一种危险趋势，还不是现实。
此后的几年之中，苏联向邻近中国边境地区和蒙古部署的军队由10个师近二十万人逐渐增加到54个师近百万人。1967年1月，苏联在外贝加尔军区建立了针对中国的导弹基地，占苏联总数1/3的战略导弹直接指向中国。1968年1月，配有导弹和坦克的苏军进驻蒙古。在远东还配备了能进行战略核攻击的远程轰炸机50架和中程轰炸机400多架，这些轰炸机都可以携带氢弹进行战略核攻击。苏联海军也加紧向印度洋扩张，企图在军事上夹击中国。
1968年10月，苏联在蒙古建立了许多针对中国的导弹基地。
1969年5月，进驻蒙古的苏军兵力达到20万，并配备了能够进攻中国核基地兰州和包头的导弹。
与此同时，苏联在中苏边界进行的挑衅事件明显增加了。据统计，从1964年10月到1969年3月，苏联挑起的边界事件达到4189起，比1960年到1964年期间增加了1.5倍。1966年1月，苏联同蒙古签订了带有军事同盟性质的《苏蒙友好合作互助条约》；同时，还在中苏边界进行针对中国的多次军事演习。
1968年8月21日，以苏联为首的华沙条约五国军队入侵捷克斯洛伐克，最终逮捕了捷党和政府领导人，占领捷克斯洛伐克全国。这一赤裸裸的侵略行为震惊了世界。遭到威胁的阿尔巴尼亚和罗马尼亚向保持着较好关系的中国紧急呼吁求援。10月10日，毛主席在与金日成谈话时说：这个捷克事件可是教训大呢！苏联既然能够侵占捷克，它一定就不能侵犯别的国家了吗？
刚过了半年，1969年3月2日，中苏边防部队在中国黑龙江省虎林县乌苏里江畔的珍宝岛发生了大规模武装冲突，中国边防军按照中央军委的指示和部署，全歼入侵敌人，保卫了祖国的神圣领土。3月15日，遭到打击的苏联军队又出动多辆坦克、装甲车，在大炮、飞机掩护下，向珍宝岛中国军民发起数次进攻。英勇的中国边防军民发扬“一不怕苦，二不怕死”的精神，连续作战，用劣势武器，将入侵者全部打退。毛主席在九大上发出号召：要准备打仗。
珍宝岛事件之后，苏联于1969年6月13日提议“两三个月之后”，即不晚于9月13日开始边界谈判，并且又于7月26日在一封秘密信件中建议中国人通过两国总理会晤来解决冲突，但苏联领导人并没有放弃对中国实施核打击的企图。苏联领导人认为，中国人只有实际感到最可怕的威胁—苏联对中国核设施发动先发制人的打击之后，才会坐到谈判桌前。
8月13日，苏联军队为了报复，出动直升飞机、坦克、装甲车和数百人，侵入中国新疆裕民县铁列克提地区，攻击中国边防巡逻队，制造了又一起严重武装流血事件。被围的三十多名中国边防战士英勇抵抗，全部牺牲。
与此同时，苏联领导人又企图使用核武器的手段，并在苏中央政治局会议上多次进行了研究。以前苏联国防部长格列奇科元帅、部长助理崔可夫元帅等为首的军方强硬派提出，对中国的重点军事目标进行外科手术式的核打击，一劳永逸地消除刚刚诞生不久的中国核力量。
这一建议遭到了前苏联总理柯西金和外交部长葛罗米柯等人的坚决反对。他们认为：军方的这种想法是极其危险和缺乏理智的。苏联的战略重点在欧洲，主要对手是美国。以中国现有的国力，还远未能构成对苏联的现实威胁。况且，中国已经具备一定的核反击能力，核弹头的多少，并不能决定战争的胜负，如果中国反击得当，苏联遭受的打击同样是毁灭性的。国防部副部长兼总参谋长尼古拉·奥加尔科夫也反对这样做，认为太冒险，因为中国幅员辽阔、人口众多，一两颗原子弹难以消灭其抵抗，反而会使苏联像美国在越南一样，陷入没完没了的战争。
但是，前苏共中央总书记勃列日涅夫却决定采纳军方的建议，同意对中国进行有限的核打击。为此，前苏联军方制定了所谓的作战方案。当时的具体方案是：动用在远东地区的中程弹道导弹，携带几百万吨的核弹头，对中国的重要军事基地——酒泉、西昌的导弹发射基地、罗布泊核试验基地，以及北京、长春、鞍山等重要工业城市进行核打击。
1969年8月20日，前苏联驻美大使多勃雷宁奉命在华盛顿紧急约见了美国总统国家安全事务助理基辛格博士，向他通报了苏联准备对中国采取核打击的意图，并就此征求美国方面的意见。然而尼克松在同他的高级官员进行磋商后，决心制止前苏联的行动。尼克松认为，西方国家最大的威胁来自前苏联。一个强大的中国的存在是符合西方的战略利益的。而且，前苏联对中国的核打击，必将招致中国方面的全面报复，核战争所产生的污染会直接威胁到美国在亚洲驻扎的数十万军人的安危，并会使全球的生态平衡受到破坏，这也是美国所不能容忍的。
1969年8月27日，美国中央情报局局长赫尔姆斯秘密地向少数记者透露，苏联已经向东欧国家通报了可能对中国核设施进行先发制人的打击的情况。8月28日，苏联《真理报》发表社论说：“在现有的技术、致命性武器、现代化运载工具的条件下，如爆发了战争，它不会让任何一个大陆置身于事外。”月底，美国情报机构透露，苏联驻远东空军已经进入一级战备状态。
8月28日，中央发出紧急战备命令，要求全国军民严阵以待，随时准备歼灭入侵之敌。在严峻的战争威胁面前，中国迅速掀起了战备高潮。10月，中国政府严正声明：“一小撮战争狂，胆敢袭击中国的战略基地……那就是战争，那就是侵略，7亿中国人民将奋起抗击，将用革命战争消灭侵略战争。”
另外，中苏两国领导人也进行了和谈的努力。1969年3月21日，柯西金给北京中国领导人打来电话，但遭到中方接线员的痛斥，不予接通。毛主席批评了这种做法，说：“两国交兵，使者其间”，“我们不同柯西金通电话，是不礼貌”。9月9日，苏联部长会议主席柯西金在越南河内参加胡志明葬礼时，通过越方向中国代表团传话，要求途经北京与中国领导人对话。毛主席主决定，由周总理同柯西金在北京机场举行会谈。9月11日，两国总理进行了三个多小时的会谈。
周总理强烈谴责了苏联的核威胁政策，指出：如果苏联决意对中国发动打击，中国将把这视为侵略战争，坚决予以抵抗。周总理还表示：中国没有发动反对苏联战争的任何主观意图和客观可能性，中国不拥有这样的军事能力，中国的核武器对苏联不具有威胁性。中国正在搞大运动，自己的事情都忙不过来，不可能采取类似的行动。柯西金承认，中国确实没有准备战争。他请周总理相信，苏联不存在反对中国的任何战争计划，也没有为此做任何准备。
周总理参加会谈的主要目的之一，是要从柯西金那里查明，可能对中国核设施发动先发制人打击的“传说”是否属实，同时表明，北京没有向苏联发动战争的意图和可能。柯西金的保证虽然使周总理略感放心，但“核危机”并未因此而结束。
但是，苏联方面仍然没有放弃对中国的核压力。9月16日，有苏联高层背景、常作为其代言人的西方记者维克托·路易斯在伦敦《星期六晚邮报》发表文章指出：苏联正在讨论打击中国在罗布泊核试验基地的可能性，并且在中国筹备建立能邀请苏联来“拯救中国的社会主义事业”的、可供选择的领导班子的计划。9月17日，《人民日报》发表国庆口号，毛主席亲自增加了一条口号，号召：“全世界人民团结起来，反对任何帝国主义、社会帝国主义发动的侵略战争，特别要反对以原子弹为武器的侵略战争！如果这种战争发生，全世界人民就应以革命战争消灭侵略战争。从现在起就要有所准备！”
9月18日，周恩来向柯西金发去一封密信，信中建议双方承担不动用武装力量，其中包括核力量相互攻击的义务。9月26日，柯西金也给周恩来回了一封密信，建议“实行严格监督，使中苏边界得到无条件维护”。
当时抵御苏联可能进行的战争侵略，成为国内的中心任务。解放军进入战备状态，北京和各大城市都开始紧急疏散人口，中央领导人也疏散到南方一些城市。9月23日和29日，中国进行了首次地下核试验和新的氢弹爆炸试验，表示了坚决抵御战争的姿态。
直到根据中苏双方总理北京机场会谈的商定，10月20日中苏两国副外长级边界谈判在北京恢复，局势才逐渐开始缓和。苏联试图伸向战争按钮的手又缩了回来。
1978年叛逃美国的苏联联合国副秘书长阿·舍甫琴科回忆说：他认为苏联当时并没有真正核打击中国的计划，只是想逼迫中国回到谈判桌前来。核打击的消息是苏联有意散布出去的。但无论如何，这种赤裸裸的核威胁激起了中国方面的强烈反应。
至于为什么苏联最后没有发动核打击？
最根本的原因，是中国有充分的准备，包括反侵略的精神准备和战争准备。1964年10月中国原子弹的爆炸成功，作为重大的技术成就，体现了中华民族的智慧、毅力与决心，对于民族自信心的树立或重建，起了不可低估的作用。
中国当时最主要的轰炸机“轰-6”，是一种亚音速中型轰炸机。它是在50年代苏联“图-16”獾式轰炸机的基础上改造而成的。虽然在1970年才首次报道进行大量生产，但在1968年就开始服役了。珍宝岛之战期间它的数量虽然不多，但它可以装备一个百万吨级的核弹，已对苏联的乌拉尔以东地区摆出了一种威慑的姿态。1972年，中国部署这种轰炸机的数量已达到100架。
从1969年开始，到1970年，部署在中国东北、西北的中程导弹已达50枚。由于这种导弹的射程可以达到西伯利亚城，当苏联1969年开始在中国部署重兵时，中国增加了部署的数量。如果苏联要对中国使用核武器，其决策者就不能不考虑到：它所面对的对象不仅不像捷克斯洛伐克那样软弱，而且有能力进行核报复，中国可以从中苏边境的任何一个地方向苏联领土纵深发动进攻。
不仅如此，中国陆基导弹的分散、隐蔽和机动性，也使得中国在受到先发制人的攻击后，仍然能够保持对对手的第二次打击能力，尽管这种能力是无法确保的。西方有的研究者指出，中国陆基导弹力量部署形式的独特之处，早在60年代就开始形成了。这种情况，使超级大国的国防决策者往往无法确定卫星是否探测到了中国所有的导弹基地。80年代西方的观察家都认为，没有一个国家能在第一次打击中摧毁中国所有的陆基导弹。
中国有备无患的一个更引人注目的方面，是建立起了以防御为主的核战略体系。毛主席提出的增强国防的三条措施一深挖洞，广积粮，不称霸，不仅全国大中小城市都有民用的防空地道设施，而且对部分城市人口和工厂进行了疏散，因此有效地限制了侵略者使用核武器的效果。
第二个原因，是美国的警告。1962年的古巴导弹危机之后，使苏联领导人对另一个超级大国美国产生了敬畏。因此苏联在把袭击中国的计划付诸行动之前，还必须了解美国人的态度。苏联通过驻外武官对美国进行试探。接到苏联“试探”的信息之后，美国当时的总统尼克松立即召开国家安全紧急会议，对这一问题展开讨论。中央情报局简要介绍了危机背景，说明苏联正考虑对中国进行先发制人的核攻击。尼克松和基辛格听了介绍后都认为，如果苏联“突然进攻中国”，攻击中国的核设施，那将会给美国带来危险。尼克松表情严肃地说：“我们得让苏联人知道，我们不会容忍他们那样做。”副国务卿埃利奥特·理查森说，如果中苏这场冲突演化成“对国际和平与安全的极大破坏”，美国“将不会不深感关切”。
9月底，基辛格建议对苏联的“试探”作出更加严厉的反应，以防止苏联在核武器问题上进行冒险。美国不仅明确回绝了苏联关于苏美共同对中国进行核攻击的主张，还通过美国驻波兰大使，把苏联的企图通报给中国驻波兰大使。其后，基辛格又两次秘密访问中国，向中国领导人赠送了有关苏联军事活动的、敏感性极强的情报，其中包括与中国接壤地区的苏军及其活动情况。这些情报，都是通过窃听、高清晰度卫星拍照和其他途径得到的。
美国的警告，很难说对苏联有多大影响，但至少也使苏联在动用核武器方面增加了顾虑。使苏联更加不安的是：如果把相当数量的核武器消耗在对中国的作战中，那么苏联在美苏核力量对比中就会处于相对的劣势，从而显著降低苏联对美国的核遏制力量。在这种情况下，假如美国从背后对苏联发动核进攻，就可以在不受损失或少受损失的形势下，给苏联以歼灭性打击。这种战略设想，使得莫斯科的决策者坐立不安，在考虑同中国进行全面核战争时瞻前顾后，犹豫不决。
第三个原因，是苏联从对中国的核战争中得不到任何利益。
首先，有人做过计算，要使用核武器杀伤国半数以上人口，彻底破坏主要军事设施和军事力量，从而消灭其战争能力，至少需要10亿吨乃至40亿吨级的核攻击力量。但是在短时间内使用这样多的核武器，必然会产生大量的放射能，“死灰”也将飞扬起来。这就使得苏联一部分地区不能不受到中国境内核爆炸的影响。这种地理和气象的后果，不能不使苏联在对中国发动全面核战争的问题上受到制约。
其次，假如苏联对中国进行全面核攻击，必将遭到全世界人民的反对和谴责。因为如果在中国大陆进行30到40亿吨级的核爆炸，它所产生的远远超过致死量的放射性尘埃，将悄悄地降落到包括日本在内的周围各国，使这些国家受到有害的放射能的污染。世界人民将把苏联看成使地球上的环境蒙受巨大破坏的罪魁祸首，看成图谋大量屠杀人类的罪犯。苏联如果被世界舆论所谴责，即使入侵能在军事上取得某些“成果”，仍然是得不偿失的。
再次，全面的核攻击即使能给中国以沉重打击，但从地面的一切都遭到巨大破坏和完全污染的中国那里，能得到什么利益呢？正因为核武器有惊人的威力，所以入侵者考虑到自身的实际利益，往往也不愿大量实际使用。
