中國軍隊凌晨的突襲取得戰果頗豐，收復了大片的陣地，尤其是投入重兵爭奪的北面陣地，擴寬了近2裡長的陣地為為陣地贏得了必要的防禦縱深，也使得司令部暫時免除被突出打擊的狀況，對整個陣線的穩固起到了重要作用。

儘管奪回了陣地，蘇軍的凌厲反擊隨後就到，在火炮的掩護下，蘇軍發起了高頻率的波次進攻，但畢竟黑夜難以有效指揮，炮火威力及準確度上大打折扣，一直打到天明，奪回的陣地已經牢牢在中國軍隊的手中。

天亮後，蘇軍以猛烈炮火打擊陣地，足足持續了一個小時，傾瀉了上萬發炮彈，等到上午8點鐘，蘇軍的飛機轟鳴而來，在飛機大炮的掩護下，蘇軍展開了迅猛的反擊，前沿陣地幾乎瞬間失守，雙方士兵在近距離內激烈的對射，子彈如潑水一樣迎面飛來，每一條陣地爭奪都要付出上百人的性命，一個個連隊在陣地上拚光。

上午9點10分，中國空軍十餘架戰機方才姍姍來遲，半數戰機上彈痕累累，幾架戰機還冒著滾滾的黑煙，他們在中途受到大批蘇軍戰機的攔擊，一路拚殺損毀6架飛機才來到戰場，儘管損失巨大，但己方戰機的到來振奮了守軍的精神，鼓舞了官兵的鬥志，借著飛機的掃射轟炸，拚死搏殺，又從蘇軍手裡搶回了數條陣地。

當日的戰役呈白熱化，蘇軍在四面陣地對守軍的結合部和薄弱部進行突破進攻，直到下午7點太陽徹底落山，蘇軍不休進攻持續了11個小時，進行團以上規模進攻十七次，雙方近九萬重兵在海拉爾幾平方公裡廝殺，戰場上屍橫累累，每一條陣地都經歷了反覆的爭奪，血水在戰壕低窪匯成了河，堪稱激烈。

儘管中國軍隊進行了頑強反擊，但蘇軍依舊攻陷了不少陣地，其中東北軍第5旅防守的西面防線丟失陣地最多，被蘇軍深入了2裡，距離喇嘛廟只剩下4裡的距離，而受蘇軍進攻最嚴重的北面陣地，蘇軍奪下了400多米長的陣地，這裡面新一軍和東北軍的作戰意志就顯露出來，這也是李伯陽放著滿編的東北軍不用，卻用激戰一日損失不小的模範旅做主力防守部隊的原因。

不僅正面陣地戰激烈，而左右翼支隊的回援也是激戰連連，蘇軍在左右支隊回援的道路上設下了十幾道的阻擊，進展速度緩慢。

……

滿洲裡大戰正酣，瀋陽的張學良犯了一個嚴重錯誤，他誤以為蘇軍在遭遇富錦戰敗後無力進攻，便疏忽了東線的防禦，誰料蘇軍集結了紅軍第1太平洋步兵師、第9獨立遠東騎兵旅等1萬2千人部隊，向密山為中心的密山—太平鎮—梨樹鎮一線發起了猛攻，指揮該部隊的是曾在北伐軍任軍事顧問的阿伊切列潘諾夫，此人與布柳赫爾一樣都是中國通，是一位極擅長運動戰的將軍，他充分發揮了蘇軍空軍和炮兵的優勢，利用空軍掩護轟炸，騎兵長途突襲的戰術，越過中蘇邊境，一路攻破密山、平安鎮，並向梨樹鎮、穆棱進攻，這時候張學良方才大驚失色的急調大軍前去攔擊，兩軍在梨樹鎮和馬橋河一線遭遇作戰，急沖趕來的東北軍受到蘇軍的猛烈進攻，被切列潘諾夫指揮軍隊以運動戰左右開弓的擊敗，並在蘇軍的追擊下丟失了穆棱車站，退到安寧、海林一線才站穩了腳。

吃了敗仗不怕，張學良正打算抽調長春附近的部隊配合王樹常的東線軍進攻蘇軍，日本關東軍忽然在瀋陽和長春增兵一個聯隊，並舉行極有挑釁的軍事演習，在南滿鐵路上的關東軍也有集結動作，這一切都說明日本有趁中蘇交戰圖謀東三省的想法，張學良大驚失色，東北軍對蘇作戰耗費了近7成的實力，如果日本來攻，後果不堪設想。

張學良緊認為蘇聯是癬疥之疚，而日本人才是心腹大患，權衡輕重後，隻得放任蘇軍在吉林東耀武揚威，而急令王樹常率領東線大軍回防南滿鐵路，監視日本關東軍下一步動作。

同時，張學良急電南京，請蔣介石以國府名義警告日本在東北的異動，蔣介石聞訊後派人去質問日本駐華公使芳澤，芳澤回復只是正常軍演，讓蔣介石放心。

蔣介石將芳澤的原話告訴張學良，卻沒有打消張學良的顧慮，論起交道張學良和芳澤從北洋時期就開始了，他深知日本人說一套做一套，由於從國府得不到有利支持，張學良在對蘇作戰問題上開始搖擺起來，東北軍不可能同時對日蘇作戰，因此他急於結束中東路戰事，從而全力應付日本人的威脅。

儘管蔣介石一再禁止東北對列國的單獨外交政策，張學良還是暗中派出使者，通過德國駐奉領事，對蘇聯傳遞了求和的想法。

這一消息通過外交途徑很快傳到莫斯科及特別遠東軍司令部，斯大林早就想結束這場無聊的戰爭，但他不認為張學良是可以和他同等對話的人，他給布柳赫爾下的命令是，要求紅軍狠狠的打擊東北軍，直到張學良乞和。

張學良專門給李伯陽發電，說明了目前遭遇的困境，並說求和也是不得已而為之。

李伯陽接到電報時，已經是蘇軍圍攻海拉爾的第三日，高強度的戰爭使得雙方都有些精疲力竭，經過連日的激戰，模範旅只剩下五分之二的兵力，火線被蘇軍推進到司令部1裡外的地方，這個距離已經在蘇軍的步槍射程之內，師範大樓被槍炮打的千瘡百孔，濃煙滾滾。

看完張學良的電文後，李伯陽真懷疑日本人和蘇聯人是不是有了勾結，這時候舉行軍演，無疑是在幫蘇聯的忙，張學良對蘇作戰本就是倉促上馬，日本人這時候煽風點火，張學良怕是已經打了退堂鼓，可這個時候已經到了雙方角力的最後關頭，他急需要張學良一如既往的支持，如此才能保證對蘇作戰的勝算，因此當他得知張學良派出求和使者時，心中微沉，這個舉動太冒失了，簡直是在告訴蘇聯我弱快來打我，以斯大林的性格，肯定是要取得了更大的優勢才會和，這樣才能在華撰取更大的利益。

想到此處，李伯陽面對蘇軍的猛烈進攻也泰然的心著急上火起來，急忙親自草擬了電文回復張學良：「漢卿兄親啟，兄電伯陽已然過目，有如下意見請兄三思：其一對蘇作戰不應急於求和，我軍目前在戰場乍看頹勢，實則勝算在我，蘇軍乍看強勢，實則敗跡已顯，如此局面急在蘇軍而非在我，西線一旦獲勝，東線蘇軍必將不戰自退，因而兄不必著急，靜候捷報即可；其二對日應軟硬皆施，其在瀋陽、長春演習並無所懼之處，兄可將東線軍屯紮於南滿鐵路要道地區，若日本人真敢輕舉妄動，斷其鐵路線路阻擊關東軍向省內腹地異動，則省內日軍猶如甕中之鱉，傾覆只在兄之一念，此為最壞打算，但應預防日本關東軍尋釁，若日本人尋釁啟戰，不應容讓，須以強硬態度對之，日軍必不敢輕動，若以懷柔手段，則會助長日軍氣焰，使局勢惡化難製；其三海拉爾被圍三日，援軍兵進緩慢，為儘快的擊敗蘇軍，請兄督促齊齊哈哈之萬福麟部速速北上解圍，不求其正面和蘇軍交戰，但能吸引一二蘇軍便可。」