谈判中，双方在界河岛屿归属问题上出现严重分歧。根据《中俄北京条约》，中俄边界东段以黑龙江和乌苏里江为界，界河中的岛屿归属在条约中并未规定。按照国际通行的规则，界河中的岛屿归属应以主航道中心线为准。在《中俄北京条约》的附图中，俄国人曾在…张比例尺小于1：100万的地图上粗略地画了一条分界线，看来贴近中国江岸，其实，这张地图非常粗糙，连江心岛几乎都没有标出，图上的红线并不表明边界线在江中的位置。可是苏联代表却根据这条红线，在其提出的地图中竟把主航道中心线中国一侧的面积约1000平方公里的600多个岛屿划归已有。

在双方争执不下的情况下，赫鲁晓夫指使苏方代表提出一项不分是非的岛屿交换方案，即这里加上一块地方，那里减去一块地方，加加减减，至于争议地区，就干脆把它一分为二。但是对于中国方面当时坚持的原则问题，即承认过去的《中俄北京条约》是不平等条约，苏联方面坚决不肯让步，认为这无异于承认自己是在享受过去的侵略成果。由于双方在边界问题上的立场对立，谈判无果而终。

谈判破裂后，苏联领导人在内部提出所谓中国想“夺回”过去失去的领土，并以此为理由向中苏边界增兵、重新把军队开进蒙古人民共和国。至1964年赫鲁晓夫下台时为止，苏联在其本土的亚洲部分和蒙古境内共驻扎兵力70万人，把军事矛头公然对准中国。

珍宝岛，位于黑龙江虎林县境内，在乌苏里江主航道中心线中国一侧，面积O．74平方公里。该岛北端原与中国大陆相连，由于江水的长期冲刷，1915年形成小岛，但在枯水期仍与中国江岸相连，可以徒步上岛。因为它两头尖、中间宽，形似中国古代的元宝，故得名为珍宝岛。珍宝岛东面与苏联隔江相望，相距400余米。每到冬季，江面冰层厚达两米以上，可以通行各种车辆。珍宝岛自古以来就是中国的领土。1964年中苏边界谈判时，苏方竟把它视为已有。此后，该地区开始出现摩擦。

勃列日涅夫上台后，在中苏边界问题上比赫鲁晓夫走得更远。从1964年10月15日至1969年3月15日，苏联挑起边界事件4189起，比赫鲁晓夫统治时期增加了1．5倍。

从1966年起，苏联方面开始禁止中国船只从抚远三角洲北面和东面的江面通过，并出动炮艇在江面进行阻拦。1967年夏天，苏联边防军及其阿穆尔河(即黑龙江)区舰队的人员又一再登上黑龙江主航道中心线中国一侧的吴八老岛，殴打和驱赶过去历来在岛上耕种的中国边民。根据中共中央的决定，在附近驻军和民兵的组织下，同年秋天以群众斗争的方式，以棍棒对强行闯入吴八老岛的苏军进行还击，终于将其赶出岛去。

1967年1月以后，苏军又一再侵入乌苏里江，阻止中国边防部队上岛巡逻。