盛世骐被杀案成了盛世才和苏联及中共关系逆转的关键性事件。晚年，盛世骥回忆此事时说：“案件发生后，大哥的态度一百八十度转变，对苏联不再言听计从，对中共防备有加，从而主动接近中央，亲苏政策变成反苏政策。”又说：“大哥观察情势，衡量利害得失后，唯一的办法，就是回中央。他一面派二弟盛世英等人向苏联方面送证据，一面派五弟盛世骥和新疆驻国民政府代表张元夫到重庆，和蒋介石接触。”
张元夫是盛世才的好友。5月17日，蒋介石接见张元夫，研究盛世才的心理与动向，蒋从张处得知：1.俄军千名强驻哈密，不允退出；2.迪化飞机制造厂规模很大，且用俄军守卫。3.斯大林不批准盛世才入中共。4.斯问盛是否满洲种。5.盛对俄甚危惧。蒋由此认为“盛思想与心理之转变已可概见”，得出了“当不难导入正轨”的结论。在和盛世骥谈话时，盛试探称，大哥以为苏联对他充满敌意，如果他继续待在新疆，恐怕斯大林会对新疆更不利，透露盛有辞职离新之意。蒋介石要盛转告盛世才：“他的困难就是我的困难，现在国家有难，不能因为自己的困难而放弃。谁都不做这困难的事，这个国家不就完了吗？”盛世骥此行带来了苏联政府所拟开采新疆独山子油矿的密约，要求中央审核。这是以前从未出现过的情况，蒋介石认为，盛世才比之以往数年，“大有进步”，是“最佳之现象”，考虑如何“运用”，“使之彻底觉悟”。他设宴招待盛世骥，言谈中，虽然感到这个年轻人“言行皆为共党所迷”，但是，还是聘请他担任国民参政会参政员，并且和他讲了一通“民生主义亦即社会主义”的道理。
翁文灏时任行政院秘书长兼资源委员会秘书长，蒋介石将审核独山子油矿开采草约一事交给翁文灏，要他赴新疆考察、研究。7月3日，翁文灏带着蒋介石前一日写就的亲笔信，偕同空军总指挥毛邦初、第八战区司令长官朱绍良飞抵迪化，信中，蒋介石对盛世才表示：“当此国家存亡绝续之交，更为吾人安危成败相共之时。吾弟之事业即为中正之事业，故中必为吾弟负责，以解除一切之困难也。”同时，蒋介石致朱绍良一电，要他对盛“开诚恳挚，使之彻底了解中央对波之热望与扶持之精诚”。蒋估计，盛可能询及新疆将来驻军问题，蒋表示完全可照盛本人意见办理，凡新疆范围内无论军政各事，均可全权赋予，便宜办理。当时，新疆是中国对外联系，获得国际援助的重要通道，保障这一通道对保障抗日作战有重大意义，因此，蒋电称：“中央对新所切望者，惟交通与运输，此务望其能遵从中央意旨，并多予中央在新疆事权以方便，而不使外人见之，尚有中央与新疆之分别足矣。”电末所言，不使外人感到“中央与新疆之分别”一语，含蓄地表达了国家统一的愿望。
为了表示对盛世才的奖励，蒋介石特别拨发轻重机枪一百挺。
次日晚，盛世才与翁文灏、朱绍良谈话。盛表示：1.与苏应亲善；2.为顾国权，使新疆永久为中国领土；3.盼能有机会见委员长。翁文灏当晚即将有关情况电蒋报告。7月16日，盛世才告诉翁文灏，苏联派代表到迪化来，商洽新疆重要问题，不愿与中国中央人员商洽。盛称：独山子油矿问题，未得中央允准之前，决不由省与苏签订协定。
这样，长期亲苏、附苏的新疆当局摆出了要回归祖国，回归中央政府的姿态。
三、盛世才与苏联的争执及反目
盛世才统治新疆期间，多次宣布破获所谓“阴谋暴动案”，审讯之后，常常向斯大林汇报。1940年，盛世才宣布破获“带国际性的九一八阴谋暴动案”，指控苏联驻迪化总领事欧杰阳克是“帮助英帝国主义领导新疆阴谋暴动的主要组织者与领导者”，盛曾将审讯笔录等文件一百六十册寄给时在莫斯科留学的盛世骐，要他转交苏联最高领导人。1942年5月10日，盛世才再次致函斯大林和外交人民委员莫洛托夫等，指称苏联驻新疆工作人员巴枯宁等制造盛案，策动政变，建议由苏方派员到迪化参与审讯。与此同时，盛又逮捕教育厅长李一欧、财政厅长臧登峰、和田警备司令潘柏南、行政长卢毓鳞、新疆日报社社长王宝乾等几十人。7月上旬，苏联派外交人民委员会副委员长德卡诺索夫作为特使到迪化，递交莫洛托夫7月3日复盛世才函。
莫洛托夫复函指出，盛函“毫无根据”，“殆皆基于某种挑拨性之谣诼”，“阁下左右，似有仇视贵国之帝国主义奸细匿迹于其间，波等固极欲破坏中苏关系及新省现状”。莫函历述盛世才过去所犯多项严重错误以及被苏联政府纠正、否定的经过，如：1934年，盛建议苏联政府迅速在新疆、陕甘等地实施共产主义，推翻中国中央政府。苏联政府认为盛的“立场错误而有害”，曾向盛声明，苏联政府断不能同意在落后之新疆实施共产主义之政策，对中央政府，应矢诚拥戴，并与中央政府统一战线，以与帝国主义奋斗。
1936年12月，张学良发动西安事变，盛曾力主“无条件的援张”，且欲公开宣言，新省尽力支持张学良。苏联政府当即严斥张的“暴乱行为”，“徒为日本之侵略为虎作伥”，“有损于中国人民之利益”，同时劝盛电复张学良反对，不能与波“结合作乱”。
1941年1月，盛建议，使新疆“叛离中国”，“成立新疆苏维埃共和国”，“加盟苏联”。苏联政府坚决反对盛的建议。
函末，莫洛托夫要求盛世才“就上述各节作出必要之结论，并求得问题之正当解决，以期预防吾人关系之恶化”。
与莫洛托夫函同时递交的还有开采独山子油矿有关文件。
在递交莫洛托夫函及独山子铀矿有关文件的同时，德卡诺索夫多次和盛世才谈话，批评盛世才滥捕多人的不当，劝盛放人。他要盛世才回忆过去苏俄对新疆的援助与协助，恢复新疆与苏俄和与斯大林的友谊关系，同时警告盛：苏联不会允许一位党员，自动地脱离党籍，随意地、毫不受惩罚地攻击马克思主义。盛世才答以记得苏联的“好处”，“永远不会忘记那些坏处”，盛自称现在是一个“三民主义的忠实提倡者”，不担心苏联方面将自己过去的历史“出售给中华民国政府”，他说：“事实上，我已经宣誓效忠的政党领袖早就知道我以前是一个共产党员”，“他不问我在改变信仰以前说了些什么，或者做了些什么”。
这样。盛世才就正式向苏方宣布，他的政治方向已经改变，并宣布和苏联决裂。
7月23日，盛世才致电蒋介石表示，与苏联副外交人民委员的谈话及答复苏方文件，将于最近用“专禀秘密报告”。
盛世才和重庆国民政府的关系似乎更热络、更加接近了。
四、蒋介石既争取盛世才内向，又维持和苏联的友好关系
蒋介石很早就关注新疆动向。1933年6月，他派参谋本部参谋次长黄慕松到新疆宣慰，企图以黄代盛。当盛世才与新疆临时主席刘文龙联合，逼迫甚至软禁黄慕松时，蒋介石曾在日记中写道：“新疆盛、刘逼黄，又起风波，此等叛徒不顾国家，惟私利是图，此时鞭长莫及，亦惟听之。但亦始谋不臧，处置不当所致，戒之。”1940年3月，他在日记中指责盛世才为“亡国奴才”，“徒受外命，而欺凌本国，侮辱政府”。1941年9月，他听到友人为他介绍新疆情况，更加强了他巩固新疆的决心，在《反省录》中写道：“每闻友人为余述新疆天时、地势与物产之丰富优容，辄为之神往心驰，梦深系之。新疆之于我中华民族存亡，实无异于我东北四省，而其资源之丰富与国防之重要，则尤过之而无不及也。能不令人梦魂萦怀乎。”
1941年12月，太平洋战争爆发，中国与美、英、苏结成反法西斯同盟，蒋介石成为中国战区最高统帅部统帅。他企图借这一机缘，解决当时中国西北、西南边疆的两大难题：新疆和西藏。同月29日日记云：“对新疆与西藏问题，应乘世界战争期间解决为便。”1942年初，其日记出现“新疆、西藏收复之计划”字样，1月份所定《大事预定表》称：“对新疆与西藏统一之方略已定，但尚有所待也。”显然，蒋介石认为，解决外国势力对中国西北、西南领土的窥伺、渗透与侵略，巩固国防的时机已经临近。这一时期，蒋介石并且已经有了派中央军入疆的打算。
在盛世骐案发生后，盛世才从亲苏转为反苏，蒋介石决定因势利导，既争取盛世才内向，同时，继续保持和苏联的友好关系。
为了抗击日本侵略，蒋介石在1934年之后逐渐和苏联恢复外交关系，卢沟桥事变爆发后，蒋介石又和苏联签订互不侵犯条约。中国以其庞大的空间拖住了日军北进的兵力，苏联政府也曾以军火、飞机、飞行员和军事顾问支援中国。这一时期，蒋介石虽然对苏联仍有戒心，也仍然多有不满，但是，蒋介石仍然努力推进两国之间的同盟。1941年11月7日是苏联十月革命纪念日，当时，德军已深入苏联国土，正在重兵围攻莫斯科，蒋介石亲到苏联驻重庆大使馆，致以节日祝贺，并且照常设宴招待苏联援华军事顾问，并演剧助兴，其日记云：我国于其被侵失败之时，不惟不计较其既往，而且报之以道义，此为中华不畏不侮立国之精神，不能使之丧失。至于对方之如何感想与能否感召，则非余之所计也。
蒋介石是个深受中国传统儒学传统浸润的政治人物，苏联的卫国战争虽然遭受巨大挫折，国势危殆，但是，蒋介石仍然力图按儒学传统原则行事。这一点，也同样体现在抗战期间他和英国、法国的关系上。
1942年7月9日，苏联驻华大使潘友新奉斯大林之命会见蒋介石，转示莫洛托夫致盛世才函，强调盛世才过去对中国政府与今日对苏联政府的态度，“似皆有敌人为其背景，其左右更不能无敌人所派之间谍”。蒋介石不肯对盛世骐案以及盛苏关系表态，仅表示，待详细阅读后再行办理。他关照潘友新称：“贵国政府对于新疆之事，应与敝国中央政府交涉，不可与盛督办径行交涉。”当日，蒋介石对莫洛托夫函决定“置之不理，暂观其以后之变化如何”。
在潘友新大使将莫洛托夫致盛世才函转示蒋介石的第二天，7月10日，盛世才起草致蒋介石书，陈述十年来“亲苏之实际详情”，要求朱绍良飞渝，面恳蒋介石，“察情见原”。函中，盛世才说明自己对马克思主义“夙居信仰”，1938年赴苏，加入共产党，以及被迫签订探采锡矿合同经过。该函重点指控苏联计划在1942年四一二大会时举行暴动，刺杀本人及军政各机关忠实干部，成立的苏维埃政权，脱离中国版图。盛函称，现已认识到“苏联国家确实离开马克斯主义，走向帝国主义侵略道路”，“挂着马克斯主义假招牌，以援助落后国家与民族为名，暗中进行其侵略伎俩”。盛函针对莫洛托夫函中所述各事逐一以辩解，声称苏联政府送达这一文件，“一面是恫吓，一面是挑拨，而另一方面则是防制职与钧座之接近”。
如果说，莫洛托夫致函盛世才，还是企图在双方之间解决矛盾，但是，将致盛函直接交给中国政府，大揭盛过去反蒋和要求加盟苏联的历史，这就意味着苏联和盛世才的关系已经彻底决裂。
蒋介石阅读盛函，认为“俄国在新疆全部阴谋根本暴露”，但是，当时中苏两国是共同抗击世界法西斯力量的盟国，有着共同的利益，因此，蒋介石决定继续维护中苏同盟关系，同时，争取新疆主权回归。7月12日，军事委员会参谋总长何应钦约集程潜副总长、徐永昌、贺耀祖、周至柔等人研究，于13日拟就《收复新疆方略》。该《方略》第一部分分析新疆现势，认为苏联虽有吞并新疆的阴谋，也有足够武力，但在当时国际形势下，公然以武力占领新疆，于政略及战略上均不利；盛世才外惧苏联威胁，内忧中共暴动，只有“依附中央”一条路可走，建议给予盛世才以“必要之支援”。第二部分《方针》，确定“为巩固西北边防之目的，应乘此中苏同盟之时机，收复新省主权”，但是，中央既无充分准备，又无确实控制余力，只能利用盛世才的地位及力量，加以扶植，使之“中央化”，同时敷衍苏联，加强甘肃、青海、西藏的军备，伺机确实控制。第三部分为《实施要领》，分一、二两期。第一期，为现在过渡时期，确定：1.“对苏仍本睦邻政策，并运用政略，遏止其对新采取断然之行动”；2.对盛以维持并利用其地位为主眼，在政治和经济外交上，多方面予以善意之扶助。3.军事上，以保护油矿区为名，加强河西，特别是玉门附近的兵力；开辟南疆机场，以保护机场的名义，派遣中央军一师驻扎；以柴达木屯垦名义，催促骑五军进驻；迅速进行西藏控制方案，奠定西南边防，策应新疆；划南疆为师管区。第二期为收复主权时期。乘日军北进攻苏，或苏对德军事惨败，或中国国际地位有利之机，向苏联提出解决两国外交悬案，如取消承认伪满、伪蒙，不得支持中共，撤退驻新红八团及空军、战车等部队，然后以中央军有力部队开入新疆各要点，以武力确实控制之。
