1938年6月底，苏军突然占领了张鼓峰，在山上构筑工事，布置铁丝网。已经把东北划为伪“满洲国”、把朝鲜作为自己殖民地的日本人不干了。日本人认为，苏军占据张鼓峰等于拥有了可以控制朝鲜和中国东北的战略要地。但是由于日军正准备进攻武汉，各路日军正作频繁调动，难以大规模地与苏军冲突。大本营只好命令日本关东军进入了一级战备状态，同时内阁指示日本驻苏大使重光葵与苏联进行调解。苏联明确表态，不可能从张鼓峰撤军。重光葵的外交斡旋陷入了僵局。日军大本营痛下决心：夺回张鼓峰。7月30日起，日苏双方展开对沙草峰、张鼓峰等高地的反复争夺，并不断增加兵力。日军参战总人数近7000人、火炮37门(林三郎《关东军和苏联远东军》，吉林人民出版社1974年版第86页)苏军在8月5日前，“在战斗行动地域集结了1.5万余人、237门火炮、285辆坦克。另有250架飞机支援苏军部队行动。”(《苏联军事百科全书·军事地理》第六册第358页)8月11日，根据日方的建议，双方停止战斗。苏军控制了张鼓峰，占领了沙草峰;日军撤退到图们江西岸，放弃了一向坚持的边界线。而后，双方签署协定书，领土维持现状不变。

当时日军参谋本部及部队的指挥官们认为，这是苏联在外交上、军事上支援中国抗日，用军事行动，直接牵制日军向中国内地的武汉、广东发动进攻，以图继续增强苏、中两国关系和进一步鼓舞中国的抗日信心。

但日本战史丛书写道：张鼓峰事件结果证明，“苏军并无大举出动之意，于是得以消除后顾之忧，实施对华作战。”(日《大本营陆军部》第一册，朝云新闻社1969年版第561页)

曾任日军参谋部俄国科科长的林三郎后来回忆道：“现在看来，认为斯大林宁可使苏军流血牺牲也要拽日军‘后腿’的看法，似乎过高地估计了中苏关系的密切程度。”(林三郎《关东军和苏联远东军》，吉林人民出版社1979年版第87页) 不过苏联在此役中的战损深具意义，因为日军从对苏军的交战结果中认为苏军实力不济(拼刺刀中1名日军受伤换得28名苏军受伤)，苏军792人阵亡3,297人受伤日军526人阵亡914人受伤。关于再次交战请见隔年(1939年)的诺门罕战役。苏军的惨重损失使得斯大林迁怒于布留赫尔元帅，他后被逮捕处死，有说法称是被酷刑至死的。