珍宝岛冲突爆发后，苏联领导层反应十分强烈。以苏联国防部长格列奇元帅、部长助理崔可夫元帅等人为首的军方强硬派主张“一劳永逸地消除中国威胁”。准备动用在远东地区的中程弹道导弹，携带当量几百万吨级的核弹头，对中国的军事政治等重要目标实施“外科手术式核打击”。
8月20日，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实施核打击的意图，并征求美方的意见。苏联的意图非常明显：在中美关系当时也很尖锐的情况下，如果苏联动手，让美国至少保持中立。
第二天一早，基辛格到白宫时，发现尼克松早已急不可耐：“说吧，亨利，碰上了什么麻烦事？”基辛格拿出十几张写满字的纸放到桌上说：“看看吧，苏联想对中国使用核武器。昨晚，多勃雷宁先生同我深谈了一夜。克里姆林宫的几个家伙决定用核导弹一劳永逸地消除中国的威胁，现在他们来征求我们的意见。”
尼克松在同他的高级官员紧急磋商后认为，西方国家的最大威胁来自苏联，一个强大中国的存在符合西方的战略利益。苏联对中国的核打击，必然会招致中国的全面报复。到时，核污染会直接威胁驻亚洲２５万美军的安危。最可怕的是，一旦让他们打开潘多拉盒子，整个世界就会跪倒在北极熊的面前。“我们能够毁灭世界，可是他们却敢于毁灭世界。”经过磋商，美国认为：一是只要美国反对，苏联就不敢轻易动用核武器；二是应设法将苏联意图尽早通知中国，但做到这一点很难，美中30年来积怨甚深，直接告诉中国，他们非但不会相信，反而会以为我们在玩弄什么花招。最后决定“让一家不太显眼的报纸把这个消息捅出去，美国无秘密是人所共知的事实，勃列日涅夫看到了也无法怪罪我们。”
8月28日，《华盛顿明星报》在醒目位置刊登了一则消息，题目是“苏联欲对中国做外科手术式核打击”，文中说：“据可靠消息，苏联欲动用中程弹道导弹，携带几百万吨当量的核弹头，对中国的重要军事基地──酒泉、西昌导弹发射基地、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外科手术式的核打击。”一石激起千层浪。这则消息立即在全世界引起了强烈反响，勃列日涅夫气得发疯。中国当然更不会像基辛格所说的“但愿中共领导看到了这则消息，千万不要随后扔掉”。全国很快进入了“要准备打仗”的临战态势，许多企业转向军工生 产，国民经济开始转向临战状态，大批工厂转向交通闭塞的山区、三线，实行“ 山、散、洞”配置，北京等大城市开挖地下工事。
当中苏两国已进入战争边缘的时刻，苏联领导人出于全球主要战略对手是美国、战略重点在欧洲、难免在袭击中国后遭报复等多方面考虑，突然采取了缓和措施，苏联部长会议主席柯西金利用9月上旬赴越南吊唁胡志明之机，向同时去吊唁的中国党政代表团提出要在回国途中途经北京同中国总理会谈。经反复考虑，毛同意了这一要求。9月11日，双方在机场进行了三个半小时的会谈。这次会谈表明中苏关系略有缓和，但危机依旧。柯西金回国后，苏联又改变了态度，趋于强硬，反映苏领导层内对华政策不一致，勃列日涅夫等人反对柯西金缓和对华政策的意见，继续对中国保持高压政策。
９月１６日，伦敦《星期六邮报》登载了苏联自由撰稿记者、实为克格勃新闻代言人维克多·路易斯的文章，称“苏联可能会对中国新疆罗布泊基地进行空中袭击”。对中国实施外科手术式核打击的阴云又一次笼罩中华大地。美国明白，维克多的文章是对美国的一个试探！更是对中国的示警。
出于美国全球战略利益和发生大规模核战争的严重后果，在尼克松召集紧急国防会议（参加会议的有副总统阿格纽、国防部长莱尔德、参谋长联席会议主席惠勒、国务卿罗杰斯和基辛格）后认为：“对于眼前这场中苏一触即发的战争，我们当然应当阻止。如果他们执意要打，那是他们的事情。”为此，美国实施了三步曲：一是由于中美政府之间没有交流渠道，安排高级官员会晤，要费很多周折，时间也来不及，我们可以把中美大使级华沙会谈拣起来，华沙会谈延续了15年，现在已经中断了两年，此时恢复意义自然非比寻常。可以安排驻波兰大使沃尔 特·斯托塞尔马上去办。这就出现了斯托塞尔尾追中国驻波大使的戏剧性事件。
二是要利用齐奥塞斯库和叶海亚与中国的亲密关系，频频传递我们期望和解的诚意。三是为了远水解近渴立竿见影，美国亮出了1962年古巴导弹危机中尚保留未及动用的一张牌──“用已被破译的苏联密码，发出向苏联本土134个城市、军事要点、交通枢纽、重工业基地进行准备核打击的总统指令。”
１９６９年１０月１５日晚７时许，心慌意乱的柯西金向勃列日涅夫报告：“刚才国家安全委员会报来两个消息，一个是中国的导弹基地已经进入临战状态，所有的地面导引站都已开通，这一点我们卫星收到的信号和拍摄的照片都已经证实。另一个是美国已经明确表示中国的利益与他们有关，而且已经拟定了同我们进行核战的具体计划。因为情况十万火急，他们只是通报了消息，正式报告还要稍晚些送来。”勃列日涅夫不信：“美国会站到中国一边？这简直是天方夜谭。请马上拨通驻美使馆电话。”几分钟后，大洋彼岸的多勃雷宁大使向勃列日涅夫报告：“情况属实，两小时前我同基辛格会晤过，他明确表达了尼克松总统认为中国利益同美国利益密切相关，美国不会坐视不管。如果中国遭到核打击，美国将认为是第三次世界大战的开始，美国将首先参战。基辛格还透露，总统已签署了一份准备对我国130多个城市和军事基地进行核打击的密令。一旦我们有一枚中程导弹离开发射架，他们的报复计划便告开始。”听完后，勃列日涅夫愤怒地喊道“美国出卖了我们”。
至于中国，正如10月15日晚柯西金待盛怒的勃列日涅夫稍为平静后说的：“ 也许美国的所谓核报复计划是恐吓，但中国的反击决心是坚决的。虽然他们的核弹头不多，但我们不可能在战争一开始就剥夺他们反击的能力。更何况他们在四年前就进行过导弹负载核弹头的爆炸试验，其命中目标的精度是相当惊人的。而且他们有了防备，现在几乎动员了全国所有的人都在挖洞。我们应该和中国谈判。”柯西金谈话中的爆炸试验是指1966年10月27日，中国用中程弹道导弹携带当量为2万～2．5万吨的原子弹，从数百千米外的双城子发射到罗布泊的一次实弹实战性原子弹爆炸。
1989年9月23日和29日，中国先后进行了当量为2万～2．5万吨当量的地下原子弹裂变爆炸和轰炸机空投的当量约300万吨的氢弹爆炸。美国地震监测站、苏联地震监测中心，以及两国的卫星几乎同时收到了能量巨大的爆炸信号，尤其是苏联，十分清楚中国核爆炸的含意。美联社播发的一篇评论颇具代表性，“中国最近进行的两次核试验，不是为了获取某项成果，而是临战前的一种检测手段”。10月20日，中苏边界谈判在北京举行，由珍宝岛事件引发的紧张对峙局势开始缓和。20世纪中国的最后一次核危机随之灰飞烟灭。
