一九二八年六月四日凌晨五時三十分，東北的瀋陽處於寂靜之中，天氣依然很冷，一輛火車緩慢地駛過京奉鐵路，這是東北大閥張作霖的專列。專列經過京奉、南滿鐵路交匯處的三洞橋時，突然有一聲巨響，在三洞橋中央的一座花崗巖橋墩被炸開了，橋上的鐵軌、橋被炸彎了，飛上了天空。張作霖的專車在巨大的爆炸聲中炸得只剩下一個底盤了。三尺開外的張作霖，喉頭被炸裂，當日搶救無效死亡。歷史上曾發生過皇姑屯站東面發生的事件。
按慣例，張作霖之死是日本人幹的。其主要根據是張作霖在東北與日本對抗時拒絕妥協，而日本人認為張作霖嚴重損害了他們在東北的利益，於是對張作霖下毒，並且這種說法似乎成了歷史定論，很少有人對此表示懷疑。
但在蘇聯解體之後，俄羅斯歷史學家普羅霍羅夫根據蘇聯解密的資料，結合他自己的研究成果，發表了一篇題為《張作霖元帥去世檔案》的文章。他在文章中揭示了一個天大的秘密：
而張作霖並非被日本人所害，他的死與日本沒有任何關係，他的死實際上是被蘇聯情報機構派去執行任務。那麼，這個聲明究竟有什麼根據呢？
在上世紀20年代，中國東北地區主要是三股勢力的交匯點，即東北大軍閥張作霖、日本人和蘇聯人。這其中，日本人長期在東北策劃陰謀，並在東北擁有巨大利益。但事實上，蘇聯在東北地區也有著巨大的利益，而這一切都與中東鐵路有關。
19世紀末、20世紀初，沙皇俄國為了奪取中國東北地區資源，霸佔遠東而建造的一條「丁字型」鐵路。這條鐵路於1897年8月開工建設，並於1903年7月通車運行。中東鐵路建成後，資金大量注入，商業和貿易迅速發展，沙皇俄國利用中東鐵路獲得了巨大利益。
日俄戰爭於1904年失敗後，俄國皇帝被迫將南滿鐵路的長春至大連段移交給日本。其餘稱北滿鐵路。一九二四年，蘇聯為爭取北洋政府的支持，中蘇雙方達成協議，規定：中東鐵路為中蘇合辦的純系商業性鐵路，並承諾中國可以用中國資本償還鐵路和所有附屬設施。
但實際上，蘇聯並沒有履行所籤訂的協議，相應地，將中方的非鐵路業務，如電報、電話、礦山、學校等，也沒有交給中方。鐵道部仍由蘇聯單方面控制，中方工作人員不到15%，行文多為俄文，一切財務結算均用盧布。
蘇聯的做法本身就是自私自利的表現，自然引起張作霖的不滿。而且蘇聯指責張作霖修建了很多鐵路，但卻少花錢。據蘇聯解密的資料：截至1925年12月，張作霖軍隊拖欠中東鐵路管理局1400萬盧布債務。在這方面，中東鐵路管理局局長伊萬諾夫決定禁止張作霖的軍隊使用這條鐵路運輸軍隊和軍事物資。對于于伊萬諾夫的決定，張作霖不但置若罔聞，甚至下令向攔截過軍列的鐵路工作人員開槍威脅。
一九二六年一月，張作霖的軍隊又與蘇方在繳納中東鐵路使用費問題上發生嚴重爭端。為了控制中東鐵路的管理，張作霖命令軍隊逮捕了伊萬諾夫。被稱為「東線爭端」的蘇聯政府試圖向張作霖施壓，並且暗示張作霖：日本的一些有影響力的團體正在物色一個新的人選來接替他，希望張不要在這段時間和蘇聯搞僵關係，以免失去可靠的支持者，但張作霖卻置之不理。
一九二七年七月，張作霖在北京與吳佩孚會面，討論共同對付左派運動的問題。與此同時，張作霖也向吳佩孚提出把中東鐵路的管理權交給自己管理的要求。雖然蘇聯曾提出抗議，但中東鐵路的管理權，實際上仍由張作霖掌握。在蘇聯人看來，張作霖以這種蠻橫的手段奪回中東的鐵路控制權，實在是欺人太甚，於是蘇聯政府命令蘇軍情報機構暗殺張作霖。
但蘇聯多次未能成功地進行暗殺，最終，蘇聯政府下令由薩爾嫩領導的東北三省特務小組進行了這一行動。這支部隊非常精明，為了將暗殺行動嫁禍於日本政府，蘇聯特工部隊專門在日本關東軍控制下的鐵路橋梁上埋設了炸彈。令蘇聯政府大惑不解的是，張作霖遇刺後，日本政府主動承擔了責任，聲稱是因為張作霖與美國勾結，向東北三省出賣。
20世紀40年代末，日本政府矢口否認參與了刺殺張作霖的行動，並聲稱，日本政府沒有任何理由指使關東軍暗殺張作霖，這更有力地證明了蘇聯人對張作霖的刺殺。90年代初，俄羅斯歷史學家沃爾科戈諾夫在調查託洛茨基之死時，偶然發現了張作霖被蘇軍情報局暗殺的史實資料，最終普羅霍羅夫將這一發現公諸於世，為東北軍閥之死提供了新的線索。
事實上，作為中國人的張作霖，無可厚非地要收回中東路，只是沒有強大的武力做後盾，否則不管是日本人還是俄國人，都不敢做。