东北地区自10月28日起发生PM2.5重污染过程。国家大气污染防治攻关联合中心专家分析，秸秆焚烧是东北地区此轮重污染的主要原因。
国家环境空气质量监测网显示：截至10月31日16时，大庆、朝阳2个城市出现PM2.5重度污染天，哈尔滨、绥化2个城市出现中度污染天;11个城市PM2.5小时浓度超过150微克/立方米，其中哈尔滨、绥化PM2.5小时浓度超过500微克/立方米，绥化在10月31日8时PM2.5小时浓度峰值甚至达到735微克/立方米。
10月28-30日，多源卫星监测到东北地区出现大量秸秆露天焚烧火点，主要分布在吉林中部、辽宁中部和黑龙江南部地区，其中哈尔滨、长春、吉林、辽源、绥化、抚顺等城市火点较为密集。
国家大气污染防治攻关联合中心专家在分析成因时表示，区域内露天秸秆焚烧强度较高。秸秆焚烧排放的污染物在夜间累积，加重PM2.5污染。
专家表示，东北地区秸秆焚烧高峰期集中在每天12-18时，其中10月30日15时火点个数达到峰值。每次秸秆密集焚烧后3-4小时，污染物排放快速累积叠加区域传输影响，导致城市空气质量出现不同程度恶化。例如，28日21时大量秸秆焚烧逐渐结束后，大庆市PM2.5浓度于29日3时开始连续出现10小时超标现象，3-10时甚至达到重度及以上污染;29日和30日下午秸秆集中焚烧结束后，哈尔滨和绥化市夜间PM2.5浓度由轻度污染骤升至严重污染。
“不利地形和气象条件易于污染积累。”国家大气污染防治攻关联合中心专家还提到，10月27–28日，哈尔滨-长春-沈阳城市群一带地面风速小于2米/秒;29日区域转南风，30日白天西北风短时过境，入夜后区域再次转为均压场控制，风速显著降低。另一方面，区域内清晨时段在地面至500米高空范围内存在较强逆温。污染物在水平及垂直方向上的扩散均受到抑制，容易导致污染物累积。
松嫩平原地区呈“簸箕”地形，污染物容易在大兴安岭山前城市滞留聚集。以哈尔滨为例，后向轨迹分析表明，10月29日PM2.5浓度峰值时段存在本地和西南方向(火点密集地区)气团的共同影响。
据预报，11月1–2日，区域扩散条件一般，预计黑龙江西南部、吉林大部、辽宁大部空气质量以良至轻度污染为主，黑龙江西南部、辽宁西部局地可能达到中度污染，其他地区以优良为主。2日午后受西南大风影响，区域中南部局地可能出现短时PM 中度污染。3–7日，受冷空气过程影响，扩散条件较好，预计区域大部空气质量优良。
