我虽近80岁，明知寡不敌众，自当单枪匹马，出来应战，直至战死为止，决不向专以力压服不以理说服的那种批判者投降。
——马寅初，1959年
从1959年到1961年，后世称为“三年灾害”时期，国民经济由前一年的疯狂跃进陡然跌入空前的萧条低迷。全国工厂关停近半，2 000多万新招职工被驱回农村。因粮食短缺，广大乡村爆发大面积的饿死人现象，非正常死亡人口超过2 000万，个别地方甚至出现了“人相食”的惨况。
如此惨烈景象的发生，有客观和主观两方面的原因，用刘少奇的话说，是“三分天灾，七分人祸”。
关于这三年中国是否发生了严重的自然灾害，后世有两种不同的观察。
英国《泰晤士报》在1960年11月9日的一则报道中说：“1959~1960年，将以大旱灾被载入中国的历史。在北方的广大地区约有200天没有下雨，也没有下雪，在夏末干旱中断后，许多地区又被大雨所淹没……共产党人在天气上一直难得是幸运的，但是过去这一年是最坏的一年。”据国家统计局、民政部编撰的《1949——1995中国灾情报告》记载，1959年全国出现了“受灾范围之大，在50年代是前所未有的”严重自然灾害，受灾面积达4 463万公顷，且集中在主要产粮区河南、山东、四川、安徽、湖北、湖南、黑龙江等省区，除旱灾、霜冻、洪涝、风雹外，还出现了不多见的蝗灾、黏虫灾、鼠灾。1960年，灾情继续扩大，北方持续爆发特大旱灾，东部沿海省区则受严重台风洪水冲击，受灾农田面积扩大到6 546万公顷。进入1961年后，灾情未得缓解，大旱蔓延黄河、淮河和整个长江流域，河北、山东、河南三个主要产粮区的小麦比上一年最低水平又减产50%，很多农田颗粒无收。8~10月间，东南沿海诸省遭受台风袭击11次，其中12级以上的占9次，为建国以来之最。
然而，也有学者认为，这三年发生的自然灾情不能算是全国性特大灾害。据《中国水旱灾害》一书描绘的1959~1961年全国各省市干燥度距离平均值图显示，三年全国干燥度距离平均值均在正常变化范围之内。另外，据气象专家编制的1895~1979年“全国各地历年旱涝等级资料表”表明，这三年没有发生严重的自然灾害，属于正常年景，若以旱灾而论，1960年的旱情轻于1972年和1978年。《时代周刊》在1961年1月6日的一则报道中认为：“不是所有的西方观察家都认为干旱和洪水应该为粮食紧缺负责。他们指出日本的气象报告显示，中国今年的气象并无什么异常，他们怀疑所谓自然灾害乃是被发明与夸大的，为的是掩盖食物短缺的真正原因：政府剥夺食物出口到国外换取工业建设用的机器与设备。”到9月15日，这家杂志又引用香港大学经济学家斯达特·科比（E. Stuart Kirby）的研究指出，香港、台湾和广东有着十分相似的天气，天气确实不好，但是香港农作物减产8%，台湾减产13%，广东则是30%。科比教授的结论是，中国的问题不仅仅是因为天气，还有农民广泛的士气消沉。
科比教授的观察应该是比较接近真相的，粮食的大幅度减产，既与自然灾害有关，同时也是过激政策的后果。
“大跃进”的后遗症是严重的。首先是“放卫星”导致的高征收。产量是虚的，征购可是实的，1958年的粮食产量实际只有4 000亿斤，却按虚报的7 500亿斤征购，全国征了1 095亿斤，占年产量的27.3%，已达到农村承受能力的极限。然而，1959年征购却高达1 348亿斤，占年产量的39.6%，农民的口粮和下一年的种子也被征走了，农民不愿交，就搞反右倾、反瞒产、反私分，甚至抓人、关人、打人。
其次是大量青壮年农民仍然被拉去大炼钢铁和大修水库，在旱情严重的1959年秋冬，仅山东就有887万青壮年在炼钢铁和修水库，全省秋播面积不及往年的3/4，在三年中，山东共荒芜农田5 000万~6 000万亩。可怕的粮食危机就这样降临了，到1960年，全国的粮、棉、油和生猪拥有量分别比1957年下降了29.7%、38.5%、56.1%和36.4%，粮食产量实际已猛降到了2 870亿斤，而征购额却比上一年还要多，高达1 408亿斤。赵发生在《当代中国的粮食工作》一书中更披露了一个事实：由于对形势的判断失误，中国甚至还在1958~1960年三年中大量出口粮食，其中，1958年净出口65亿斤，比1957年猛增73.1%，1959年净出口94.8亿斤，又比上一年增加45.8%，1960年仍净出口20亿斤。
当悲剧发生的时候，“放卫星”最积极的地方，就是景象最悲惨的地方，全国的“卫星”以河南放得最多，河南又以出了“嵖岈山卫星”的信阳地区最耀眼。三年中，河南非正常死亡人口在200万以上，死亡牲畜74万多头，荒芜土地440余万亩，为全国最惨烈的省份。一向为豫东南“鱼米之乡”的信阳地区更是饿死100多万人，很多乡村绝炊绝户，浮肿病大面积蔓延，农民大量外逃或饿死，爆发了震惊全国的“信阳事件”。时任湖北省委第一书记、受中央委托去河南实地调查的王任重回忆说：“（信阳）西平县因为放小麦‘卫星’，受打击的有1万多人，打跑7 000人，打死300多人，这是多么残忍的事情！”河南省委在向中央检讨时，也称这个时期的信阳“一时间成了一个恐怖世界、黑暗世界”。
从1959年春季开始，粮食危机就已经烧进了大城市。2月，美国《时代周刊》记者发现，在北方最普通不过的卷心菜居然成了“配给物资”。它的记者描述道：“尽管上个月中国政府号称粮食增产了102%，但是城市粮食配给的定量却被削减了，卷心菜开始第一次登上了配给物资的列表，之后洗衣服的肥皂也开始需要配给，每人每月的食糖被减低到略高于1磅。在沿海的广东省出现鱼肉短缺，上海则是难以买到肉食。”在随后的两年里，关于食品短缺和人口死亡的报道不时出现，1960年5月16日的报道称：“来自某个公社的消息说那里50%的儿童都因为营养不良而死亡，虽然没有大量的歉收报道，但是很明显中国把广东的农产品运到城里给产业工人，或者卖到国外换取外汇，在一个地方，农民使一辆火车出轨，抢夺了把他们的谷物送往北方的列车。”在8月22日的一则报道中，记者援引福州一位母亲给她在香港的儿子的信说，“要不是你寄点钱回来，我们一年也吃不到一块肉”。
实际的情况，与《时代周刊》记者的零星描述相去并不太远。到1960年6月，北京库存粮食只够7天的销量，天津仅够10天，上海已无库存，靠借外贸部门的出口大米度日，连一向为中国粮仓的东三省和四川都向中央告急要米。中部最大的钢铁企业武汉钢铁厂存米无多，工人们只好发明了“超声波”蒸米法，把大米连蒸几次，使之膨胀而能“填饱”肚子。清华大学则成功地发明了“增饭法”：一锅下米300斤，水要逐步加入。先干煮40分钟，然后第一次加水120斤；过15分钟，第二次加水200斤；再过15分钟，第三次加水520斤；在米下锅以后，最后加水100斤，等10分钟，就可以开饭。这个办法被当成重大科研发明广为推广。
9月，中央发出指示，要求各地群众“低标准，瓜菜代”，大搞代用食品。不久前还在为“粮食多了怎么办”而日夜攻关的科学家们专门“研制”出了“代食品”，如玉米根粉、小麦根粉、玉米秆曲粉、人造肉精、小球藻等，这些名词看上去很“科学”，其实就是把原本当肥料或喂猪的玉米、小麦杆子碾碎了当粮食吃，所谓“人造肉精”则是一种食用酵母。
代食品中，最有名的是“小球藻”，这是一种水面浮生植物。1960年7月6日，《人民日报》发表社论《大量生产小球藻》，认为小球藻不仅是很好的精饲料，而且具有很高的食用价值。社论写道：小球藻“蛋白质含量比大米高5倍，比小麦高3倍多”，“用小球藻试制的糕点、面包，质高味美，清香可口”。
一个名叫周孜仁的学生当时就读于成都五中，他在回忆文章中详细记叙了当年培植“小球藻”的经历：把原来宿舍区供学生洗衣取水的池子改为“藻类繁殖池”。先满灌清水，再加上小便。因为据说“小球藻”在小便浓度较大的环境里，繁殖尤为迅速。接着把“藻”苗倒进去，搅拌十天半月，池水先是发绿，继而发黑，最后发臭，藻类培养宣告成功，于是舀出两桶往大食堂的锅里倒，同时，向水池补足新尿两桶。如此反复，以确保同学们每顿饭里都有充足的小球藻。
就在国内经济形势急剧恶化的时候，在外交上则同时发生了一件大事：1960年7月16日，苏联突然宣布召回全部援华专家，世界上最大的两个社会主义国家彻底决裂。
中苏关系自斯大林去世，特别是赫鲁晓夫发表了“秘密报告”之后，就变得别别扭扭。1958年初，毛泽东提出“反教条主义”，对苏联发展经济的做法提出了批评，他认为苏联的根本问题是“见物不见人”，依靠官僚技术阶层和他们制定的规章制度管理经济，其要害是限制了广大群众的积极性。苏联对中国的经济发展战略也不能理解，该年7月26日，新华社《内部参考》刊登一篇电讯稿，透露部分苏联官员和专家对中国的“大跃进”和人民公社不以为然，甚至在报纸上对热火朝天的人民公社运动只字不提，这很是让中国领导人恼火。
这种矛盾很自然地反应到数千名援华专家身上。曾任鞍钢副总经理兼总工程师的马宾在30年后对历史学者罗时叙讲过一段回忆：1958年，他在北戴河亲耳听了毛主席关于钢产量由535万吨翻番达到1 070万吨的讲话，会上群情激昂，有人当场作诗曰：“坐八百看一千，土办法不花钱，大家一起努力干，年底一定会实现。”马宾对这个目标很是怀疑，可是却不敢公开质疑，回到工厂后，“苏联专家规定的章程不要了，高炉拼命装料，眼见就是胡来，不合格的钢也出炉了。炼钢车间把规章都烧了，对产品质量也不进行检查了”。后来的结果是，鞍钢生产出来的一级钢轨的产量由过去的93%降低到了42%。
这种跃进做法让苏联专家很是不解。广西有了新建的炼铁厂要请苏联专家去指导，可是专家们从报上看到那个厂炼铁是用木柴烧的，就死活也不肯去。齐齐哈尔的富拉尔基钢铁厂是完全由苏联人援助建成的，为当时国内规模最大、技术水平最好的特种钢厂，在生产汽轮机的大型锻钉时，中方为了创造纪录，违反既定的工艺规程，热火朝天地一阵猛干，结果炼出大量的废品。一些苏联专家对钢铁领域发生的盲目过热很担心，他们向苏联使馆作了反映，再由使馆向中方上级提意见，结果当然引来很大的反感。
发生在钢铁领域的冲突并非个例。第二机械工业部的二○二厂发生了这样一件事情：这个工厂是研制核武器部件的，当时正处在设计阶段，苏联专家按常规提出设计工作应分为三步，即初步设计、技术设计和施工设计。但中方认为，在当前大跃进的大好形势下，应打破常规，三步并做两步走，取消技术设计环节。为了说服苏联专家，中方特别组织他们参观了创造万斤亩产纪录的徐水县，试图用中国农民的“放卫星”精神打动他们，谁料，专家们一到田头，又对粮食产量的真实性产生了怀疑。在争执不下的情况下，中方决定不听苏联人的意见了，结果在后来的施工过程中，不断遇到麻烦，大大小小的修改达几百次之多。
在水利和电力系统服务的别斯托夫斯基报告说：“中国同志决定简化电力装置，这将降低它们的可靠性，其结果不可避免地将导致事故的发生。”哈尔滨火电厂专家组组长克利莫夫在1959年7~10月间向中方递交了十多封抗议信和申诉信，报告工厂违反锅炉的操作规章贸然跃进，但一直无人过问，最后引起工厂大爆炸，造成重大人员伤亡。最可笑的是北京航空学院，它要求苏联专家帮助设计时速3 700公里的飞机，这让他们十分为难，因为只有火箭才能达到这样的速度。