1910年10月初到1911年3月一場數百年難遇的鼠疫席捲個東北，6萬多人死於非命。在此之前，鼠疫的大規模爆發，在東北十分罕見，僅在1899年遼東半島流行過一次，在持續的8年時間裏死亡人數也僅為1610人。

這次東北鼠疫的最初起因，根據當時的調查研究認為源自滿洲里。根據當時日本醫生久川保志和衫本松正的調查認為，在當時滿洲里有三名獵戶，因獵獲病死的旱獺而煮食後，導致其中一人暴斃，另外兩人中毒，於是當即上報，最終兩人也因病情爆發而死。由於疫情的相互傳染，最終導致鼠疫的大面積爆發。這樣的說法後來也獲得了1914年4月召開的萬國鼠疫研究會議的證實，當時哈爾濱爆發的鼠疫的源頭就在滿洲里。

哈爾濱是在1910年10月27日，發現了第一例鼠疫感染者。根據1911年1月16日，《大公報》的報導：“傅家甸自陰曆臘月二十三日開始防疫以來迄正月初五日止。共十四天內因疫斃命者共五百七十二名之多。現在每日死者約四十名。每日染疫者約一百名，大有日熾一日之勢。”

清政府接到哈爾濱鼠疫疫情報告以後，外務部任命伍連德為哈爾濱總醫官，全權負責哈爾濱的鼠疫防疫工作。伍連德是在12月24日夜裡抵達哈爾濱的。第二天便前往疫情最為嚴重的傅家甸地區查訪疫情。根據當地醫生的報告，在11月的時候染病者還不算多，每天不過一兩起，後來逐漸新增，就在當天已經有十多人因感染疫情死亡了。當時的處理辦法是，所有的感染者都只能被送往“疫房”隔離，而居民家中患病死亡者又常常丟在路邊了事。

10月27日，一名日本客店女老闆死亡，死前症狀符合疫情特徵。伍連德帶著助手悄悄的前往死者家中，選取了血液以及肺、脾等組織取樣。隨後在顯微鏡下發現了大量的鼠疫病菌，並認為哈爾濱現在流行的鼠疫屬於肺鼠疫，主要是通過人與人進行傳播的鼠疫。

在確定了鼠疫傳播特點之後，伍連德製定了以控制感染人口流動為基礎的防疫手段。在鐵路沿線，設立隔離站，嚴查疑似感染者，為了防止疫情擴大，甚至關閉了哈爾濱至山海關沿線鐵路。

在防疫過程中伍連德在哈爾濱將傅家甸分成4個區域，由專人負責領導逐一入戶篩查，一旦發現鼠疫感染者即送往醫院救治，並對其有密切接觸的家屬實施隔。通過緊急培訓將疫情檢查的工作交由專業的醫務人員完成，取代原先由警詧負責的工作。派出軍隊對疫區實施封鎖，避免外人或受驚的病人和接觸者外流。對劃出的4個區域內的居民，只能在自己區域內活動，從而避免了更大範圍的交叉感染，防止疫情的進一步擴大。

在控制住人員交叉感染的同時，伍連德還對感染鼠疫死亡者的屍體處理提出了在當時石破天驚的想法，那就是焚屍火葬。從根本上杜絕天氣轉暖後鼠疫疫情的再次爆發。這在以入土為安為傳統的當時中國可以說是對傳統的挑戰，不過因為疫情的肆掠，伍連德提出的屍體處理辦法不但在沒有遭到反對，還獲得了支持。清政府還特別下旨允許伍連德在哈爾濱實施火葬。

1911年1月30日，中國傳統的春節，2200多具鼠疫死亡者的棺材在哈爾濱公共墳地上被分成22堆澆上汽油點火焚燒。

此後哈爾濱鼠疫疫情死亡人數逐漸降低，最終在3月1日死亡人數為零。其他地區的鼠疫疫情也在4月逐漸平息，這場震驚中外的東北大鼠疫，最終在中國防疫工作人員的努力下，僅用4個月的時間便完全撲滅，堪稱中外疫情防疫史上的奇迹