不過葉夫根尼婭和索亞娜和國安局北京總站都不清楚的是，在北京的這十二個人隻是負責這次行動的情報工作，準確的說莫斯科方麵其實並沒有對他們說真話。北京這個小組的任務其實隻是收集有關張作霖個人的情報和轉移有心人的注意力。真正負責執行暗殺任務的是另外一個小組，這個小組的負責人叫薩爾嫩，他手下有二個十分優秀的爆破作業專家，維納羅夫和埃廷貢。
此前，蘇俄曾多次刺殺張作霖，但都以失敗告終。所以這一次，趁著中日戰爭爆發的良機，蘇俄契卡總部下達了必須成功的死命令，如果執行者不成功的話，那就是對革命的忠誠度不夠。而他們的家屬也會因為他們對革命“不忠”的行為被送去勞動營接受勞動改造。想到這一點，大家就不得不立刻打起精神，加倍努力，完成組織交待給自己的光榮任務。
薩爾嫩領導的這個“清除”張作霖特別行動小組成員和葉夫根尼婭他們還不一樣，他們是陸續以白俄難民的身份聚集到了哈爾濱的。考慮到張作霖經常乘火車回奉天的習慣，特別行動小組決定把“清除”行動鎖定在山海關到奉天之間的地方，至於刺殺方法則采取中途起爆的方式。
而莫斯科方麵在批準這個執行方案後還做了補充計劃：在實施“清除”行動時，一定要把視線引導到日本人或王振宇集團身上，最好能引導到日本人身上，要派出一部分工作人員引導中國國內的社會輿論。根據這個指示，特別行動小組立即開始了準備工作，維納羅夫負責準備炸藥，埃廷貢負責選擇行動的地點和線路。他最終選擇了列車必經之路的京奉路（即京沈線）與南滿路（即長大線）交叉處的老道口。因為該地段處於日本人管轄區，容易把爆炸嫌疑引到日本人身上。同時第三小組在上海緊急成立，他們的任務是和中國新聞人建立良好的關係，並在必要的時候引導整個輿論，蘇維埃對於宣傳工作的重視程度是一般人難以想象的。
晚清的北京已經是全國鐵路的中心，京張、京奉、京漢三大幹線由北京輻射全國。正陽門聚集了兩大火車站，一是正陽門西站，是京漢(北京-漢口）鐵路的起點站；還有正陽門東站，是京奉（北京-沈陽）鐵路的起點站。
小小的正陽門外聚集了兩大火車站，使得這一地區交通壓力巨大，經常發生擁堵，必須想辦法解決。為此，北洋政府采取了兩大措施，一是改造正陽門，主要是拆除了正陽門甕城東西月牆，並在城牆兩側各開兩座門洞，工程於1915年年底竣工；另外修建環城鐵路。環城鐵路是京張鐵路的延伸，計劃京張鐵路西直門站開始自西向東，經德勝門、安定門，再由東直門轉南，經朝陽門、東便門到正陽門東站，與京奉鐵路連接。每個城門都設有車站，方便旅客和貨物上下。
1915年4月28日，京張鐵路局在西直門設立環城鐵路辦事處，開始招包承攬各項工程。6月16日，環城鐵路工程全麵開工，在各城門設立車站、填築路基、拆甕城、修河溝，在東便門與京奉線接軌。1916年1月1日，環城鐵路正式通車，全長約12.6公裏。為了方便京漢、京張鐵路貨物聯運，又在西便門、廣安門兩站間修建一條聯絡線，長約4公裏，1916年8月完工。
環城鐵路沿途是環內城走向，時人分析：“環城鐵路利用者，惟東北之朝陽、東直，安定、德勝四門。此四門城內皆街巷稠密，城外亦有大街、商場、馬路。若外城除永定門有京奉鐵路、京苑鐵路，廣安門有京綏鐵路外，左右安門及廣渠門，大抵城內亦多菜園、荒地、墳墓。城外居民尤少，客貨必比內城更少。是以勘測路線，不繞外城。”
環城鐵路的走向與今日北京的東二環、北二環走向基本相同。它的建成滿足了城市北部和東部各區域之間的聯係；將京張、京漢、京奉三大幹線連為一體，方便了各條鐵路的聯係以及外來貨物的中轉集散。
12月22日淩晨1時，北京正陽門火車東站，一大群持槍的高大奉軍分成兩個縱隊十分整齊的跑到了車站前，然後持槍分立兩邊。車站的工作人員和少數坐夜車的旅客立刻明白這是有大人物要來這裏坐火車的節奏了，所以他們很自覺的讓出了中間的進站通道，然後走兩邊的小門檢票進站。