苏方在经反复交涉无效的情况下，1943年4月，苏方通知盛世才，将撤退所有苏方人员、设备及驻军。自1943年5月起，苏联地质专家、考查员及眷属陆续出境返苏。

至1943年6月16日，所有苏联军事及技术顾问也均已离开迪化，部分尚留省内各处，等待接运，但已停止办公，后来各地区苏联顾问等也陆续撤离。苏联驻哈密红八团及一个空军支队也从1943年4月开始分批撤离，至10月29日最后一批200余人撤出，中方官兵进驻营地。

当苏联空军支队撤离时，中方抓住这一时机，要求苏联撤消设在伊犁、乌苏、迪化、奇台和哈密的电台和机场，并取消苏联飞机以前享有的进入新疆领空的特权，此后苏联飞机入境，即依照外国航空器飞航国境统一办法办理。

中苏双方于1942年10月15日开始会商独山子油矿合办案，谈判进行近五个月，双方在资本、管理、法律与土地使用上意见分歧，无法达成协议。

至1943年5月17日，苏方忽然通知中国外交部：苏联政府已决定将独山子油矿设备拆卸运回苏联，举行近七个月的中苏合办独山子油矿谈判，遂戛然中止。苏联将矿区设备基本拆运回国，剩下一些破旧设备以170万美元的价格转让给国民政府资源委员会。

迪化飞机制造厂是1939年中苏双方商定合资兴建的，直至1942年苏联在迪化建成工厂并生产出飞机，而两国间尚未签订建厂合同。