1969年3月2日、15日、17日，中蘇兩軍先後在珍寶島發生三次較大規模的武裝衝突，史稱「珍寶島之戰」。由於中方預先有準備，蘇方損失不小，被毀坦克、裝甲車達17輛。據蘇聯解體後俄羅斯公佈的數字，蘇軍死58人，傷94人。顯然，蘇方「吃了虧」。
珍寶島衝突爆發後，蘇聯領導層反應十分強烈。以蘇聯國防部長格列奇科元帥、部長助理崔可夫元帥等人為首的軍方強硬派，主張一勞永逸地消除中國威脅，他們力主動用在遠東地區的中程彈道導彈，攜帶當量幾百萬噸級的核彈頭，對中國的軍事、政治等重要目標實施「外科手術式核打擊」。
8月20日，蘇聯駐美大使多勃雷寧奉命在華盛頓緊急約見美國總統國家安全事務助理基辛格，向他通報了蘇聯準備對中國實施核打擊的意圖，並徵求美方意見。蘇聯的意圖非常明顯：在中美關係當時也很緊張的情況下，如果蘇聯動手，要讓美國至少保持中立。
第二天一早，基辛格到白宮時，發現尼克遜早已急不可耐：「說吧，亨利，碰上了什麼麻煩事？」基辛格拿出十幾張寫滿字的紙放到桌上說：
「看看吧，蘇聯想對中國使用核武器。昨晚，多勃雷寧先生同我深談了一夜。克里姆林宮的幾個傢伙決定用核導彈一勞永逸地消除中國的威脅，現在他們來徵求我們的意見。」
尼克遜（左）與他的安全顧問基辛格
在同他的高級官員緊急磋商後，尼克遜認為西方國家的最大威脅來自蘇聯，一個強大中國的存在符合西方的戰略利益。蘇聯對中國的核打擊，必然會招致中國的全面報復。到那時，核污染將會直接威脅駐亞洲25萬美軍的安全。
最可怕的是，一旦讓蘇聯人打開核打擊這個潘多拉盒子，整個世界就會跪倒在北極熊面前。到時美國也會舉起白旗的。
經過磋商，美國方面認為：一是只要美國反對，蘇聯就不敢輕易動用核武器；二是應設法將蘇聯意圖儘早通知中國，但做到這一點很難，美中20年來積怨甚深，直接告訴中國，他們非但不會相信，反而會以為我們在玩弄什麼花招。最後，美國決定：讓一家不太顯眼的報紙把這個消息捅出去。
8月28日，《華盛頓明星報》在醒目位置刊登一則消息，標題是《蘇聯欲對中國做外科手術式核打擊》。文中說：
「據可靠消息，蘇聯欲動用中程彈道導彈，攜帶幾百萬噸當量的核彈頭，對中國的重要軍事基地——酒泉、西昌發射基地、羅布泊核試驗基地，以及北京、長春、鞍山等重要工業城市進行外科手術式的核打擊。」
一石激起千層浪。這則消息立即在全世界引起強烈反響。勃列日涅夫氣得發瘋，中國對於這則消息也非常重視。毛澤東聽取了周恩來的匯報後說：「不就是要打核大戰嘛！原子彈很厲害，但鄙人不怕。」但同時他又提出「深挖洞、廣積糧、不稱霸」的方針，全國很快進入「要準備打仗」的臨戰態勢……
蘇聯領導人明白了，在襲擊中國後肯定會遭到全面報復，而蘇聯的全球主要戰略對手是美國，戰略重點在歐洲，於是突然採取了緩和措施。
蘇聯部長會議主席柯西金利用9月上旬赴越南弔唁胡志明之機，向同去弔唁的中國黨政代表團提出要在回國途中途經北京同中共總理會談的要求。經反覆考慮，毛澤東同意了。
9月11日，雙方在機場進行了三個半小時的會談。這次會談表明中蘇關係略有緩和，但危機依舊。柯西金回國後，蘇聯又改變了態度，趨於強硬。這反映出蘇聯領導層內部對華政策的不一致，勃列日涅夫等人反對柯西金緩和對華政策的意見，繼續對中國保持高壓政策。
勃列日涅夫酷愛掛滿勳章的戎裝
9月16日，倫敦《星期六郵報》登載了蘇聯自由撰稿記者、實為克格勃新聞代言人的維克多·路易斯的文章，稱「蘇聯可能會對中國新疆羅布泊基地進行空中襲擊」。蘇聯對中國實施外科手術式核打擊的陰雲又一次籠罩中華大地。
美國明白，維克多的文章是對美國的一個試探，更是對中國的示警。
出於美國全球戰略利益和發生大規模核戰爭的嚴重後果的考慮，尼克遜緊急召開國防會議，參加會議的有副總統阿格紐、國防部長萊爾德、參謀長聯席會議主席惠勒、國務卿羅傑斯和基辛格。尼克遜說：「對於眼前這場中蘇一觸即發的戰爭，我們當然應當阻止。如果他們執意要打，那是他們的事情。」
於是，美國決定實施三個步驟：
第一步：由於中美政府之間沒有交流渠道，安排高級官員會晤，要費很多周折，時間也來不及，美國可以把中美大使級華沙會談撿起來。華沙會談延續了15年，當時已中斷了兩年，此時恢復，意義自然非同尋常，可以安排駐波蘭大使沃爾特·斯托塞爾馬上去辦，這就出現了斯托塞爾尾追中國駐波大使的戲劇性事件。
第二步：利用齊奧塞斯庫等人與中國的親密關係，頻頻傳遞美國期望與中國和解的誠意。
第三步：為起到立竿見影的效果，美國亮出1962年古巴導彈危機中尚保留未及動用的一張王牌——用已被破譯的蘇聯密碼，向蘇聯本土134個城市、軍事要點、交通樞紐、重工業基地發出進行準備核打擊的指令。
10月15日晚7時許，心慌意亂的柯西金向勃列日涅夫報告：
「剛才國家安全委員會報來兩個消息，一個是中國的導彈基地已經進入臨戰狀態，所有的地面導引站都已開通，這一點我們衛星收到的信號和拍攝的照片都已經證實。另一個是美國已經明確表示中國的利益與他們有關，而且已經擬定了同我們進行核戰的具體計劃……」
勃列日涅夫不信：「美國會站到中國一邊？這簡直是天方夜譚，請馬上撥通駐美使館電話。」幾分鐘後，大洋彼岸的多勃雷寧大使向勃列日涅夫報告：
「情況屬實，兩小時前我同基辛格會晤過，他明確表達了尼克遜總統認為中國利益同美國利益密切相關，美國不會坐視不管。如果中國遭到核打擊，他們將認為是第三次世界大戰的開始，他們將首先參戰。基辛格還透露，總統已簽署了一份準備對中國130多個城市和軍事基地進行核報復的密令。一旦我們有一枚中程導彈離開發射架，他們的報復計劃便告開始。」
勃列日涅夫聽罷，憤怒地喊道：「美國人出賣了我們！」
至於中國，正如10月15日晚柯西金在盛怒的勃列日涅夫稍為平靜後所說：
「也許美國的所謂核報復計劃是恐嚇，但中國的反擊決心是堅決的。雖然他們的核彈頭不多，但我們不可能在戰爭一開始就剝奪他們反擊的能力。更何況他們在4年前就進行過導彈負載核彈頭的爆炸試驗，其命中目標的精度是相當驚人的。而且他們有了防備，現在幾乎動員了全國所有的人都在挖洞，我們應該和中國談判。」
時任蘇聯總理柯西金
柯西金談話中提到的爆炸試驗，是指1966年10月27日中國用中程彈道導彈攜帶當量為2至2.5萬噸的原子彈，從數百公里外的雙城子發射到羅布泊的一次實戰性原子彈爆炸。
而就在這次核危機爆發前夕的9月23日和29日，中國還先後進行了當量為2至2.5萬噸當量的地下原子彈裂變爆炸和轟炸機空投的當量約300萬噸的氫彈熱核爆炸。
美國地震監測站、蘇聯地震監測中心，以及兩國的衛星幾乎同時收到了能量巨大的爆炸信號。尤其是蘇聯，十分清楚中國核爆炸的含意。美聯社播發的一篇評論頗具代表性：「中國最近進行的兩次核試驗，不是為了獲取某項成果，而是臨戰前的一種檢測手段。」
正是在美國的強烈反對以及中國的積極備戰下，蘇聯人終於放棄了對中國實施核打擊的想法。10月20日，中蘇邊界談判在北京舉行，由珍寶島事件引發的緊張對峙局面開始緩和，1969年中國面臨的核危機也隨之灰飛煙滅。