珍寶島事件發生後，中國政府在1969年5月24日的聲明中指出：“中蘇邊界問題演變到今天的地步，不是中國方面的責任。但是，中國政府仍然準備通過和平談判全面解決中蘇邊界問題，反對訴諸武力。”聲明再次合情合理地提出瞭解決邊界問題的全盤主張。中國政府認爲，應當通過談判全面解決，另訂平等的新約代替不平等的舊約，而不是就“覈定蘇中兩國個別地段的邊界走向”進行“協商”。鑑於蘇聯不斷挑起邊界衝突，該聲明指出：“爲了和平解決中蘇邊界問題，蘇聯政府必須停止在中蘇邊界上的一切挑釁和武力威脅。小戰、大戰、核戰是絕對嚇不倒中國人民的。”中國政府在聲明中再次建議：“雙方保證維持現狀，不以任何方式將邊界實際控制線向前推進，在以河流爲界的地段，雙方邊防人員不越過主航道和主河道的中心線;雙方保證避免衝突，在任何情況下，雙方邊防人員不向對方射擊;雙方邊境居民按照慣例進行的正常生產活動不受干擾。”
然而，在珍寶島事件後，蘇聯當局爲了使邊界問題的解決朝着有利於自己的方向發展，仍採取了一系列步驟：
在輿論上，蘇聯政府於1969年6月13日發表聲明稱：沙皇專制政府雖然崩潰了，但俄羅斯國家的邊界不應該毀滅，沙皇政府從未同中國政府簽訂過任何不平等條約;“柳條邊”和長城是中國“北部疆界的標誌”，中國西部邊界“沒有超出甘肅省和四川省”。蘇聯所謂的“柳條邊”，是清朝地方政府在遼河流域修的一條柳條籬笆，以禁止一般居民越界打獵、放牧、採人蔘。蘇聯政府隨意舉出此例來說明中國的近代歷史邊界，實是缺乏歷史常識。
在軍事上，繼續向中蘇邊境和中蒙邊境地區派兵遣將，由1964年的70萬人增加爲114萬人。其中，戰略導彈基地33個，約10萬人;陸軍師64個，約80萬人;空軍飛機3400餘架，約12萬人;海軍艦艇800餘艘，約12萬人。蘇軍不斷進行以中國爲“假想敵”的軍事演習。1969年6月，曾在土耳其斯坦、西伯利亞、後貝加爾和遠東等4個軍區的範圍內進行方面軍規模的演習，炫耀武力，進行侵華戰爭準備。
在邊境衝突上，將中蘇邊境地區的挑釁活動從烏蘇里江擴大到黑龍江，從水界擴大到陸界，從東段擴大到西段。1969年6月10日，數十名全副武裝的蘇聯軍人先後侵入新疆裕民縣的塔斯提地區，強行驅趕中國牧民的羊羣，野蠻毆打、捆綁中國牧民，開槍打死懷孕牧工孫龍珍。中國邊防部隊在對其發出多次警告而無效的情況下，被迫自衛還擊。8月13日，蘇軍出動直升機2架，坦克、裝甲車數十輛和步兵300餘人，悍然侵入新疆鐵列克提地區，突然襲擊中國邊防巡邏分隊。中國邊防巡邏分隊忍無可忍，奮起還擊。副連長楊政林指揮巡邏分隊全體指戰員浴血奮戰4小時，雖然打垮了蘇軍的3次衝擊，但終因寡不敵衆，全部陣亡。在這次事件中，蘇軍還打死中國民兵3人，打傷前往增援的中國邊防戰士12人。
在蘇聯軍方，以國防部長安德烈·格列奇科爲首的“強硬派”，主張使用核武器，達到所謂“一勞永逸地消除中國威脅”的目的。
蘇聯政府本來自恃依靠擁有先進武器裝備的蘇軍在中蘇邊境打幾仗就可以威懾中國政府接受它的領土要求，沒想到中國並未屈服。在此情況下，蘇聯政府便玩起了另一手：試探從外交上取得進展。從1969年3月21日晚開始，蘇聯方面幾次向中國打聽毛澤東的電話號碼，急於同毛澤東通電話。蘇聯駐華臨時代辦也幾次找中國外交部，聲稱“奉蘇聯部長會議主席命，有活要轉達”。中國鑑於在珍寶島方面發現蘇軍在移動，並偵知蘇軍後方在催他們的前沿加緊準備行動，判斷蘇軍有可能強佔珍寶島，其外交活動爲故作姿態。因此，中國政府確定：着即“加強我岸兵力、火力部署，以逸待勞，準備後發制人”。同時，商定以備忘錄的形式面復甦聯駐華臨時代辦，爭取主動。外交部所擬的備忘錄爲：“從當前中蘇兩國關係來說，通過電話的方式進行聯繫已不適用。如果蘇聯政府有什麼話要說，請你們通過外交途徑正式向中國政府提出。”此情況報告毛澤東後，他指示道：“同意備忘錄的立場，即準備舉行外交談判。”
由於蘇聯方面言行不一，缺乏解決中蘇爭端的誠意，雖有外交接觸與磋商，實際卻未能達成任何協議。爲了結束敵對態勢、實現睦鄰友好，中國政府和人民在關注蘇聯在珍寶島事件後舉動的同時，也積極謀求化解爭端，隨時準備與蘇聯就一切問題進行談判。
1969年9月上旬，蘇聯部長會議主席柯西金利用赴越南參加弔唁胡志明之機，向同時前去弔唁的中國黨政代表團提出，要在回國途經北京時同中國總理舉行會談。接到柯西金要求到北京的信息後，毛澤東經過反覆考慮，同意了這一要求。
9月11日，周恩來在北京首都機場同柯西金進行了3個多小時的會談。雙方就兩國關係問題達成了一些諒解，主要是：舉行兩國外交部副部長級的邊界談判;以條約爲基礎解決邊界問題;爲保證談判在不受任何威脅的情況下進行，首先要達成一項關於維持邊界現狀、防止武裝衝突、雙方武裝力量在爭議地區脫離接觸的協議。
根據此次會談時所達成的諒解，1969年10月20日，中蘇兩國外交部副部長級的邊界談判在北京正式舉行。參加談判的中國代表團先後由外交部副部長喬冠華、韓念龍、餘湛率領;蘇聯代表團團長先後爲外交部第一副部長庫茲涅佐夫和副部長伊利切夫。
在談判中，蘇方代表對於周恩來和柯西金在北京會談時所達成的諒解和協議出爾反爾，拒絕履行，一口咬定中蘇邊界不存在爭議地區，不同意雙方武裝力量在有爭議的地區脫離接觸，反對在談判解決邊界問題之前先簽訂維持邊界現狀的協定，甚至根本否認周恩來與柯西金經過會談對這些問題所達成的明確的諒解。由於蘇方代表始終不承認中蘇邊界存在爭議地區這一客觀事實，談判未能取得進展。自1978年7月以後，中蘇邊界問題談判處於休會狀態。這樣，長達9年時間的談判基本沒有取得結果。這是繼1964年之後，中蘇邊界問題談判的第二次失敗。
在中蘇邊界問題的談判期間和談判破裂之後，蘇聯繼續不斷地製造邊界武裝騷擾事件，侵犯中國主權，破壞和傷害中國邊民的生命、財產安全。如1978年5月9日，蘇聯直升飛機侵入中國東北領空，18艘軍艦侵入中國水域，30名蘇軍登上中國江岸，還打傷中國居民。1979年6月30日，蘇聯直升飛機侵入中國新疆領空。1979年7月16日，蘇聯軍人在新疆塔城縣鐵爾沙地區開槍打死打傷中國邊民。對這些事件，中國外交部分別發表聲明和向蘇聯使館送達照會，表示了強烈抗議等嚴正態度，並進行了交涉。
蘇聯在中國北部邊界陳兵百萬這一基本戰略態勢，從20世紀60年代中期至80年代初期始終未變。鑑於蘇聯在中蘇邊界談判中的頑固態度和在中國邊境一再製造爭端的事實，中國政府和人民不能不對它時刻保持高度警惕。
世事如滄桑。珍寶島事件過去幾十年後，中國同蘇聯解體後的俄羅斯聯邦就邊界問題進行了長時間的談判，最終使珍寶島的主權爭端問題得到圓滿解決。現在，珍寶島屬於中國領土已經是不爭的事實。歷盡劫波，美麗的珍寶島終於完整地回到了中國人民的懷抱。當硝煙散盡後，它呈現在人們面前的是一方具有濃郁北國風光的旅遊勝地。
傷亡
1969年3月2日的自衛反擊作戰擊斃蘇軍31人、打傷14人，擊毀裝甲車、指揮車和卡車各1輛，擊傷裝甲車1輛。戰鬥中，中國軍人犧牲20人、傷35人，另有1名通訊員失蹤。
1969年3月15日的激戰中中國邊防部隊抗擊蘇軍50餘輛坦克和裝甲車以及大量步兵的輪番攻擊，激戰9個多小時，歷經6次較大規模的炮戰，粉碎了蘇軍3次衝擊，共擊毀蘇軍坦克1輛，裝甲車8輛，擊傷坦克、裝甲車5輛，擊斃蘇聯邊防總隊長列昂諾夫上校、楊辛中校等60餘人，打傷80餘人。我軍犧牲12人，負傷27人。
1969年3月17日-4月2日爭奪蘇軍T-62坦克的作戰行動，我軍發射炮彈1900餘發擊毀、擊傷敵坦克各1輛，打死打傷蘇軍步兵30餘人。
整個珍寶島自衛反擊作戰中，中國邊防軍斃傷蘇軍230餘人(蘇聯公佈的蘇軍傷亡數字爲152人)，毀傷坦克裝甲車輛19輛。
我軍陣亡71人(統計至1969年11月爲止)，68人現安葬於寶清縣珍寶島烈士陵園，齊齊哈爾的西滿烈士陵園裏有2位，十八站烈士陵園有1位。
