Cuộc tấn công làm gia tăng đột ngột căng thẳng giữa Trung Quốc và Hoa Kỳ lúc bấy giờ. Một tuyên bố chính thức trên Đài truyền hình Trung Quốc đã phản đối kịch liệt điều mà họ gọi là một "cuộc tấn công dã man và một sự vi phạm thô bạo chủ quyền của Trung Quốc".[7] Đại sứ Trung Quốc tại Liên Hợp Quốc phát biểu "hành động dã man của NATO" là "một sự vi phạm thô bạo hiến chương Liên Hợp Quốc, pháp luật quốc tế và các quy tắc điều chỉnh quan hệ quốc tế" và "một sự vi phạm công ước Genève".[8] Tổng thống Clinton gọi điện cho người đồng cấp Trung Quốc Giang Trạch Dân.

Ngày 12 tháng 05, nhằm thương tiếc những người thiệt mạng trong vụ ném bom, quốc kỳ Hoa Kỳ được treo rủ tại các phái bộ ngoại giao Hoa Kỳ tại Trung Quốc. Ảnh trên thể hiện quốc kỳ Hoa Kỳ treo rủ tại lãnh sự quán ở Hồng Kông.[9]

Các cuộc thị uy lớn bùng phát tại các văn phòng lãnh sự của Hoa Kỳ và các quốc gia NATO khác tại Trung Quốc trước tin tức về vụ ném bom. Ngày 09 tháng 05 năm 1999, Phó Chủ tịch Hồ Cẩm Đào phát biểu trên truyền hình quốc gia chỉ trích "hành vi dã man" và "tội ác" của NATO, điều này "kích động cơn thịnh nộ của nhân dân Trung Quốc."[10] Ông nói rằng các cuộc thị uy không phép tại Bắc Kinh, Thượng Hải, Quảng Châu, Thành Đô và Thẩm Dương phản ánh sự tức giận và tinh thần ái quốc của nhân dân Trung Quốc, và chính phủ Trung Quốc hoàn toàn ủng hộ điều đó, song nhấn mạnh chống lại các hành vi cực đoan và phi pháp.[10][11]

Các cuộc kháng nghị tiếp tục trong vài ngày, trong đó hàng chục nghìn người kháng nghị ném đá khiến Đại sứ Hoa Kỳ James Sasser và các nhân viên khác bị kẹt trong đại sứ quán.[12] Nơi ở của Lãnh sự Hoa Kỳ tại Thành Đô bị thiệt hại do hỏa hoạn và những người kháng nghị cố gắng đốt lãnh sự quán tại Quảng Châu. Không có tường thuật về thương tích.[11]

Trong một ngày rưỡi đầu tiên của cuộc khủng hoảng, nhiều đồng nghiệp của chúng tôi, đặc biệt là những người tại đại sứ quán và tại một số lãnh sự quán, gặp nguy hiểm đáng kể. Mặc dù Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ bảo vệ đại sứ quán khỏi bị tấn công trực tiếp, song các quan chức tại đó tiến hành tiêu hủy toàn diện các tài liệu mật có thể rơi vào tay đám đông thị uy nếu như họ xông vào. Trong nhận thức muộn màng, tình hình có vẻ như chưa từng sát mức nguy hiểm, song một số người Trung Quốc đã nhảy vào khuôn viên và đối diện với Thủy quân lục chiến có tranh bị chiến đấu đầy đủ trước khi họ bị thuyết phục nhảy ra ngoài tường.Ngoại trừ Thượng Hải với đạo quân bảo vệ Thủy quân lục chiến riêng, các lãnh sự quán khác chỉ có lực lượng an ninh Trung Quốc bảo vệ. Tại Thành Đô, các đội bảo vệ này hầu như không giúp đỡ. Những người thị uy trèo qua tường khuôn viên, phóng hỏa dinh thự của lãnh sự, và đập phá qua cửa ngoài của lãnh sự quán. Họ sử dụng một giá xe đạp để cố phá vào bên trong,la hét rằng họ đến để trả thù, rồi lực lượng an ninh thành phố cuối cùng đến và giải tán họ. Các đồng nghiệp của chúng tôi cảm thấy khiếp sợ có thể thông cảm trước thử thách này. Họ điên cuồng gọi điện đến đại sứ quán và mối liên lạc địa phương, và càng lúc càng trở nên bị kích động do phản ứng chậm và hầu như miễn cưỡng của giới chức Thành Đô.

— Paul Blackburn, Foreign Service Officer, The Association for Diplomatic Studies and Training[13]

Lời xin lỗi của Tổng thống Clinton và của Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ ban đầu không được phép phát sóng trên truyền thông nhà nước Trung Quốc. Các cuộc thị uy tiếp tục trong bốn ngày trước khi chính phủ Trung Quốc kêu gọi dừng lại, cuối cùng cho phát lời xin lỗi của Tổng thống Clinton trên truyền hình và lệnh cho cảnh sát kiềm chế những người thị uy. Lãnh đạo hai quốc gia cuối cùng điện đàm vào ngày 14 tháng 7.[12]

Giải quyết

Đến cuối năm 1999, mối quan hệ Hoa Kỳ-Trung Quốc bắt đầu dần được cải thiện trở lại. Trong tháng 08, chính phủ Hoa Kỳ tiến hành "thanh toán nhân đạo tình nguyện" 4,5 triệu USD cho gia đình của ba người thiệt mạng và 27 người bị thương.[12] Ngày 16 tháng 12 năm 1999, hai chính phủ đạt được dàn xếp mà theo đó Hoa Kỳ chi trả 28 triệu USD bồi thường thiệt hại cho hạ tầng Đại sứ quán Trung Quốc, và Trung Quốc đồng ý trả 2,87 triệu USD bồi thường thiệt hại của đại sứ quán và các cơ sở ngoại giao khác của Hoa Kỳ tại Trung Quốc.[12]