戰(zhàn)斗進(jìn)行了30多分鐘，于9時(shí)50分結(jié)束，中國邊防軍打死打傷蘇軍60多人。據(jù)蘇方的統(tǒng)計(jì)，蘇軍被打死31人。另外，中國邊防軍還擊毀蘇軍裝甲車1輛、指揮車1輛和卡車1輛，其余蘇軍人員退出珍寶島。中國邊防軍陣亡17人，負(fù)傷35人，失蹤1人。

當(dāng)天，中國政府向蘇聯(lián)政府提交了抗議照會(huì)，指出：3月2日9時(shí)17分，蘇聯(lián)邊防當(dāng)局出動(dòng)大批全副武裝的軍人、四輛裝甲車和汽車，“公然侵入無可爭議的中國領(lǐng)土珍寶島地區(qū)，對正在執(zhí)行正常巡邏的中國邊防軍人，進(jìn)行猖狂挑釁，首先開槍開炮打死打傷我邊防軍人員多名。我邊防軍在多次向蘇邊防軍警告無效、忍無可忍的情況下，被迫進(jìn)行了自衛(wèi)還擊。這次嚴(yán)重流血事件，完全是蘇聯(lián)當(dāng)局一手造成的。這是蘇聯(lián)當(dāng)局長期以來蓄意侵犯中國領(lǐng)土，進(jìn)行武裝挑釁，不斷制造流血事件中的又一次新的嚴(yán)重罪行。中國政府堅(jiān)決要求蘇聯(lián)政府懲辦這次事件的肇事兇手，立即停止侵犯中國領(lǐng)土和武裝挑釁，并保留要求蘇方賠償我方一切損失的權(quán)利?！敝袊俅螄?yán)正警告莫斯科：“中國的神圣領(lǐng)土是不容侵犯的，如果你們一意孤行，繼續(xù)挑起中蘇邊境武裝沖突，必將遭到中國人民堅(jiān)決的回?fù)?，由此產(chǎn)生的一切嚴(yán)重后果，只能由蘇聯(lián)政府承擔(dān)全部責(zé)任?！?/p>

3月4日，《人民日報(bào)》、《解放軍報(bào)》發(fā)表了經(jīng)周恩來修改的社論，指出：長期以來，珍寶島地區(qū)一直在中國管轄之下，我國邊防部隊(duì)人員一直在這個(gè)地區(qū)進(jìn)行巡邏?！霸趺茨軌蛘f珍寶島地區(qū)突然跑到‘蘇聯(lián)國境線’那邊去了呢？怎么能夠說這塊中國領(lǐng)土成了蘇修邊防軍‘警衛(wèi)’的地方呢？明明是蘇修軍隊(duì)侵犯中國領(lǐng)土珍寶島，向中國邊防部隊(duì)人員猖狂進(jìn)攻，你們卻反誣是中國邊防部隊(duì)人員發(fā)動(dòng)‘挑釁’。”

同一天，哈爾濱市一百萬軍民冒著嚴(yán)寒，舉行示威游行。中蘇邊境的呼瑪、愛琿、蘿北、饒河、虎林等地軍民在集會(huì)上用大量耳聞目睹的事實(shí)，說明珍寶島自古以來就是中國的領(lǐng)土。當(dāng)?shù)鼐用穹从?，他們祖祖輩輩一直在珍寶島、卡脖子島、七里沁島上打魚謀生，很多人還在珍寶島上蓋了房子。

盡管這次沖突引起了中國人的極大憤慨，但中國還是采取了較為克制的態(tài)度，而且在對外宣傳方面也很注意分寸。當(dāng)時(shí)，全國有億多人參加了游行活動(dòng)。3月4日，中共中央、國務(wù)院、中央軍委發(fā)出通知，要求各地軍民在游行中嚴(yán)格遵守中央的指示，做到不沖、不砸、不燒、不抓、不打蘇聯(lián)駐華使館、機(jī)構(gòu)和蘇聯(lián)在華人員。3月6日，周恩來將宣傳部門送審的稿件中有關(guān)“蘇修”的字眼改為“蘇聯(lián)”。他還多次指示邊防部隊(duì)，要嚴(yán)格按照“有理、有利、有節(jié)”的原則行事。

珍寶島沖突發(fā)生后，蘇軍在遠(yuǎn)東地區(qū)進(jìn)入了臨戰(zhàn)戒備狀態(tài)。此后，蘇軍多次派出配備有裝甲車的武裝部隊(duì)越過烏蘇里江，于3月4日、5日、7日、10日、11日、12日和14日登上珍寶島。同時(shí)，中國邊防軍繼續(xù)上島巡邏，但雙方?jīng)]有發(fā)生沖突。

當(dāng)時(shí)任沈陽軍區(qū)司令員的陳錫聯(lián)回憶說，這次珍寶島自衛(wèi)反擊戰(zhàn)確實(shí)是經(jīng)過中央批準(zhǔn)，早有準(zhǔn)備的。當(dāng)時(shí)正準(zhǔn)備開九大，大軍區(qū)首長均已來到北京，因此，中央軍委專門在京西賓館開設(shè)了一個(gè)房間，架設(shè)了專線，由他負(fù)責(zé)直接與前線聯(lián)系，外交部副部長喬冠華負(fù)責(zé)掌握國際方面的情報(bào)，隨時(shí)向周恩來匯報(bào)，并由周恩來下最后決心。為了最初的戰(zhàn)斗，我們準(zhǔn)備了兩三個(gè)月的時(shí)間，從三個(gè)軍抽調(diào)了三個(gè)偵察連，一個(gè)連二三百人，由有作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的參謀人員帶隊(duì)，進(jìn)行了專門的訓(xùn)練和配備，打得干脆利落。3月2日戰(zhàn)斗結(jié)束后，“我們知道他們要來，就在江汊口大量埋了地雷。他們首先從西邊來了輛坦克，我們給炸了，他們不敢走了。從正面來了30多人，炮火掩護(hù)。我們當(dāng)時(shí)在島上也沒有什么人，但炮火都準(zhǔn)備好了。在一個(gè)不到一平方公里的島上，蘇方出動(dòng)了幾十輛車、幾十輛坦克、裝甲車，我請示總理：現(xiàn)在是開炮的時(shí)候了，得到總理的同意，我就讓開炮。打了半個(gè)小時(shí)，珍寶島變成一片火海，把他們的車輛都打了。他們沒有再增援部隊(duì)，也用炮向我們射擊，我們也用炮回敬他們”。