中苏分歧同时覆盖国家利益和意识形态层面。有鉴于两者的军事地理及历史关系复杂，双方的矛盾基本不可避免。冲突开始时间尚无定论，但大致缘于1956年苏共二十大后的中苏论战，中共党内部分党员对赫鲁晓夫的去斯大林化感到不满，此后中共在发动大跃进并造成的三年困难时期，苏联方面依然逼还债务，1961年周恩来率团出席苏共二十二大时与苏联方面激烈辩论不欢而散，并拒绝参加此后的苏共二十三大。1966年5月16日，中共中央政治局会议通过五一六通知，决定开展文化大革命，中苏两国关系彻底冻结。
备注：
去斯大林化是指在1953年苏联独裁者斯大林死后，苏联、东欧和亚洲的一些共产主义国家中其共产党领导发动的从上向下逐渐取消掉此前集中于斯大林本人和其政策的崇拜、推动有限的自由化政策的过程。
中苏冲突在军事上接着发挥了作用，在1969年珍宝岛事件后达到顶峰，中国与苏联在边界部署了重兵堤防对方，此后中国开始谋求与非社会主义阵营的美国发展关系，在基辛格秘密访华和中美建交后中国立即开始改革开放，经济上的一边倒政策也正式终结。
备注：
珍宝岛事件（中方称为珍宝岛自卫反击战）是指中华人民共和国和苏联因黑龙江流域的珍宝岛的归属问题于1969年3月间在岛上发生的武装冲突。事件以中方胜利告终，中方在事件后实际控制了珍宝岛。
中美建交后的中苏关系一直很紧张，并一直持续到1980年代，至1989年，时任苏共中央总书记戈尔巴乔夫正式访问中国，中苏关系才得以正常化。随后苏联于1991年解体，中苏大部分时间都在对立，然而时过境迁，新的格局也形成了，目前中俄关系继承了中苏关系。
中苏矛盾萌芽于1930年代中共土地革命时期。中国共产党的毛泽东和其他一些领导人认为苏联和共产国际的指示不符合缺少城市工人阶级的中国的国情（在城市发动工人阶级的革命全被国民党镇压，因国民党重军驻守在城市），而决定发动农民进行革命。时任苏共中央总书记的斯大林始终不认为毛泽东的方法适合中国革命，而支持瞿秋白、李立三和“二十八个半布尔什维克”（二十八个半布尔什维克是1929年夏在苏联莫斯科中山大学学习的中国留学生中出现的一个群体。）领导中国共产党，把毛泽东排除在中央委员会之外。遵义会议及延安整风后，代表苏联路线的“二十八个半布尔什维克”逐渐退出权力中心，由毛泽东全面执掌中共。即使如此，直到1938年，斯大林仍然不愿意承认毛的领导地位。毛泽东认为，共产国际并不了解中国，而他的成功并不是靠斯大林的支援而是靠自己的奋斗，更明言“我们努力解放中国肯定不是为了把本国交给莫斯科”。赫鲁晓夫回忆称，斯大林曾认为毛泽东是个“仿造的马克思主义者”，对马克思主义理解有限，缺乏国际眼光，局限于自己的革命经验。
1945年8月抗日战争即将结束时，苏联军队向日本宣战，出兵占领中国东北。期间苏联把20亿美元的工业设施当作“战利品”掠走，并没收了30亿美元的金条和8.5亿伪满币。苏军把部分日军武器交予中共军队，却不让他们控制东北。
抗日战争结束后，苏联领导人斯大林希望中共和中国国民党领导的国民政府合作。1945年苏联和中国国民党主导的国民政府签署了《中苏友好同盟条约》，令毛泽东很不高兴。国共内战期间，苏联虽然为中共提供一些武器，却未有全力支持中共。毛泽东事后认为，是因为没有听斯大林要他和蒋介石合作，革命才胜利。
备注：
《中苏友好同盟条约》是1945年8月14日中华民国政府与苏联政府就对日作战后期及战争结束后解决双方争议问题的一个丧权辱国的条约。
根据条约原文，中华民国政府允许将依公正的公民投票的结果决定外蒙古（原为中国领土，总面积约180万平方公里）是否独立。1945年10月20日，外蒙古人民在外蒙当局与苏联的监视和控制下进行公民投票，结果显示97.8%的公民赞成外蒙古独立。
《中苏友好同盟条约》共八条，主要内容是：两国
在对日战争中，“彼此互给一切必要之军事及其它援助与支持”、“不与日本单独谈判”或“缔结停战协定或和约”、战后“共同密切友好合作”、“彼此给予一切可能之经济援助”、“不缔结反对对方的任何同盟”、“不参加反对对方的任何集团”。同时，苏联政府声明，一切援助给予国民政府，并重申尊重中国在东三省之完全主权及领土的完整。中国国民党政府声明，日本战败后如外蒙古公民投票证实其独立的愿望，中国政府承认外蒙古之独立。另外，此条约还规定：中苏共管长春铁路三十年，旅顺为共享海军基地三十年，大连为自由港，苏军进入东北后，收复区内由中华民国派员设立行政机构并派军事代表和苏联联系。日本投降后最迟三个月内苏军全部撤出东三省。条约有效期为三十年。
1949年，中华人民共和国成立后，苏联成为首个承认中共的国家。
1950年，中苏签订《中苏友好同盟互助条约》。苏联开始对中国提供大量技术援助，如援建武汉长江大桥等多项建筑计划，以及著名的156项重点工程，输出各种技术与人才，“莫斯科－北京轴心”因此形成。毛泽东还于1952年赞扬这个轴心是“持久的、牢不可破的、战无不胜的”。
1953年斯大林死后，1954年苏共中央第一书记赫鲁晓夫访华，并在1955年把军港旅顺归还中国。
1958年4月和7月，中共要求苏联提供承诺给予的核武器及核潜艇，苏联则提出要在中国领土上建设用于军事的长波电台，和在中国领海和中方组建联合舰队作为交换。在建设长波电台问题上，毛泽东认为这牵涉主权问题，提出中方出一半资金，苏联出另一半资金和全部技术，但长波电台主权属于中国，被苏联拒绝；而组建联合舰队一事，毛泽东则认为苏联企图军事控制中国。中国当时海军十分薄弱，即使组建联合舰队也无能力共享苏联的海岸线。毛泽东后来在回忆这件事时说：“事实上同苏联闹翻是1958年，他们在军事上控制中国，我们不干。”
大跃进早期，苏联是一直支持的。但在1958年，苏联对人民公社运动（大跃进的产物，集体公有化，实行生产资料公有制，搞平均主义）则较为谨慎。中苏决裂的原因在于到1958年底，毛泽东不仅坚信中共已经找到了向共产主义直接过渡的正确途径，而且感觉到，通过‘大跃进’和人民公社化运动，中国将比苏联更快地进入共产主义者的理想社会。
1959年6月，苏联以正在和美国等国家谈判达成禁止核子试验的协定为由，停止对中国大陆的核项目的援助。8月中印边境纠纷，未经和中国沟通苏联塔斯社发表对中印冲突中立的声明，拒绝支持中国。9月底赫鲁晓夫和美国总统艾森豪威尔举行峰会，进行和解。苏联此举是为了消减核战争的威胁，并且由于中国的大跃进而认为中共不是真正的马克思主义者；中共则由此认为苏共在西方面前退缩。9月30日，赫鲁晓夫访华，参加中华人民共和国建国十周年活动，其间和毛泽东等中国领导人发生争论。
1960年7月16日，苏联政府正式照会中国外交部，限期召回全部在华工作的苏联专家，销毁部分技术图纸，从而撕毁了与中国合作的几乎所有经济合同。
苏共认为，现代核战争会导致世界大战和人类的灭亡，使共产主义的胜利变成毫无意义之事，故和平共处是唯一选项，而拥有优越的社会主义制度的社会主义国家可以在经济竞赛中彻底战胜资本主义。中共则认为，新的世界大战不可避免，在战争中将灭亡的是帝国主义，而不是人类，社会主义将获得胜利。周恩来更认为第三次世界大战中，即使核武器可能消灭“三亿中国人”，世界也会“剩下两千万美国人、五百万英国人、五千万俄国人和三亿中国人”。
1964年2月23日至8月22日，中国和苏联在北京东交民巷40号进行了边界谈判。谈判取得重大进展，中苏同意在以黑龙江、乌苏里江为界的地段，以两江主航道的中心线为界。中国一侧的400多个争议岛屿，以及约600平方公里的争议水面划归中国。珍宝岛等岛屿均归属中国。
1964年8月22日，苏联代表团回国。9月15日，赫鲁晓夫在与日本代表团会面时说：“中国各个朝代的帝王，是不逊色于俄国沙皇的掠夺者。如果谁把战争强加于我们的话，那么，我们将会全力以赴地与其战斗。我们拥有足够有力的、可以说是无可限量的战争武器。”毛泽东于是表示要准备防止苏联入侵的战争，9到11月，总参战役勘察组前往华北、东北和西北地区做战役勘察，尤其勘查了苏联入侵东北时的进攻路线。
1964年10月14日赫鲁晓夫突然下台。
此时中共对赫氏下台的真实原因以及苏联新任领导人勃列日涅夫的政策趋向还不清楚，毛遂决定利用十月革命四十七周年的契机，派出以国务院总理周恩来为首的代表团前往苏联祝贺，摸清苏共新领导的政治意向，寻求避免中苏彻底决裂的途径。
1964年10月16日，中国成功爆炸第一颗原子弹。
11月7日，在苏联政府举行的纪念十月革命招待会上，苏联国防部长马利诺夫斯基对贺龙元帅提到“中苏关系所以不好是因为赫鲁晓夫和毛泽东关系不好，我们已经赶走了赫鲁晓夫，也该你们赶走毛泽东了，这样，我们的关系就没有障碍了，可以回到原来的轨道上来了”，并与贺龙发生争吵。随后，中国代表团团长周恩来当即向勃列日涅夫和柯西金提出抗议。勃列日涅夫则解释说马利诺夫斯基喝醉了，酒后胡言。周恩来则认为是酒后吐真言，要求苏方正式道歉。苏共领导人未立即回应。周恩来随即率领代表团全体成员退出宴会厅表示抗议。第二天，勃列日涅夫代表苏共中央向中共中央道歉。而苏中关系因此继续恶化。
珍宝岛冲突后，苏联则一度考虑对中国进行核打击。
1967年，中国成功试爆氢弹。
1968年，苏联在新疆附近大量增兵。在1961年时，苏联在那里有12个不满员的师和两百架飞机，在1968年增至25个师、1200架飞机、和200枚导弹。中国在越战期间将大量军队从南方转移到东北、华北、西北地区。
1969年3月，中苏双方在乌苏里江的珍宝岛发生大规模武装冲突。
1969年8月，中苏双方在新疆的铁列克提发生大规模武装冲突。
1969年9月，苏联部长会议主席柯西金参加越南劳动党中央委员会主席胡志明的葬礼后路过北京，和中国国务院总理周恩来等秘密会晤。之后局势得到缓解。
1970年代，为了震慑中国，苏联方面派出“东京急行”轰炸机机队，除绕飞日本外，更迫近中国华东沿岸。
1971年7月9日，美国总统国家安全事务助理亨利·艾尔弗雷德·基辛格秘密访华，为1972年尼克松访华铺平道路。苏联闻讯之后也和尼克松展开峰会，中美苏形成三角关系。
1979年，苏联入侵阿富汗，中国和美国、巴基斯坦联盟支持阿富汗的伊斯兰抵抗运动。中国和一些西方国家抵制了在莫斯科举办的1980年夏季奥林匹克运动会。
当时以邓小平为首的中共认为中苏关系正常化要苏联解决“三大障碍”：从中苏、中蒙边境撤军；从阿富汗撤军；劝说越南从柬埔寨撤军。
随着苏军在中苏、中蒙边境的驻扎大幅减少和从阿富汗撤军，中苏关系得以改善。1989年5月15日至18日，苏共中央总书记戈尔巴乔夫访问北京和上海，两国关系正常化。
1991年苏联解体。中国与俄罗斯等国先后建立外交关系。
1993年，中俄双方基本解决边境问题；1996年，中国、俄罗斯及四个位于中亚的前苏联加盟共和国哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦元首开会，形成上海合作组织的雏形；在叶利钦和普京两位总统先后访华之后，中俄宣布建立“战略协作伙伴关系”。2005年，中俄举行第一次合作军事演习。2008年10月14日，俄罗斯将半个黑瞎子岛归还中国，官方宣布两国边境问题“彻底解决”。