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。
10月28–30日东北地区秸秆焚烧火点分布图
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。