中國因此指責印度干預中國內政，兩國關係惡化。英國記者內維爾·馬克斯維爾（Neville Maxwell）稱，1962年前後，印軍在民族主義的推動下，不斷實行「前進政策」向中印邊境推進建立軍事據點，甚至越過麥克馬洪線前進到藏南其它地區，雙方小規模邊境摩擦愈演愈烈，互相指責對方發動進攻。
10月20日開始，中國在一系列外交警告和交涉無效後，開始了中方所稱的「中印邊界自衛反擊戰」（印度方面稱之為「瓦弄之戰」）。到11月21日，中國軍隊已經迅速擊潰正面戰場上印軍所有主力部隊，隨後22日宣佈單方面停火並撤軍到傳統控制線以北20公里處。印軍在戰場慘敗後也接受了停火建議。
在這場一個月的戰爭中，公開資料顯示，後勤增援困難的解放軍僅動用了兩支駐藏師級部隊，未使用空軍和坦克等重型武器，死亡722人，傷1697人；而有空運和其它後勤支持的印軍陣亡及失蹤人數超過3000人，被俘3968人，還有1000多人受傷。印軍3個旅被殲滅，3個旅受到重創潰退。一名少將旅長死亡，一名少將旅長被俘。
印度將1962年戰爭視為國家的「奇恥大辱」，在後來半個世紀裏，大力進行國防基礎設施建設，不惜重金從國際上購買最先進武器，並將全國兵力約三分之一部署到北方，在中印邊境地區部署兵力是中國的4倍。
中印戰爭的同時，中蘇關係惡化，越南戰爭爆發，這些因素讓中國的軍費在1962年開始進入長達十年的高漲週期，佔財政收入的比例也從最低時的10%一路上漲並穩定在20%左右。
這個時期，中國奉行毛澤東的「早打、大打、打核戰爭」戰略，軍隊員額比戰爭時期不減反增，在1969年達到631萬人。1971年，中國軍費達到十年「文化大革命」時期（1966-1976）的最高點，169億元。中國繼續深陷東西對峙的冷戰格局，也是在這一年，中國向正在與美國開戰的越南，無償援助36.14億元，總外援金額70億，是建政以來最多的一年。
1979-1985：中越戰爭與改革開放初期軍費先揚後抑
中國軍費開支又一次非正常波動發生在1979年，此時毛澤東去世，鄧小平逐漸接掌權力。
中國與不久前自己還在竭力援助的越南，爆發了一場短促而慘烈的戰爭，中國軍費達到建政以來創紀錄的223億元。
