不仅仅是松花江大桥的守军没有防范对手会行动如此的快速，就连哈尔滨市区内的日伪军也没有预料到。当陶净非带部队全速通过松花江大桥的时候，冲进哈尔滨市区的时候，主要街道上的路灯还都亮着。陶净非带领的部队连车灯都不用开，直接可以就地利用路灯照明。
当陶净非冲入哈尔滨的时候，这个中国最北面的大城市，还是一片的灯火辉煌。街道上除了部分执行戒严令的伪满军警宪特人员之外，甚至还不少不顾日伪军当天发布的戒严令，刚刚从舞厅、妓院或是咖啡店内渡完夜生活正准备返回家里面的行人。火车站内一列由新京开来的夜间班车，也正点的准时进入哈尔滨车站。
街道上的行人和执行戒严令，正在努力将这些不顾戒严令，享受夜生活的达官子弟撵回家的伪满警察望着不知道从那里冒出的这些坦克与大量全副武装、荷枪实弹的军人不由的目瞪口呆。
直到一个警察眼睛很尖的借着身边的路灯灯光，看到从自己身边经过的军人胸标上写着东北抗日联军字样的时候，傻愣了半天后才如梦初醒一般，大喊一声是抗联后调头就跑。他这一嗓子喊出去不要紧，犹如当街炸响了一枚炸弹，刚刚还热闹的很的大街上立马乱了套。
这个时候能将戒严令不当回事，依旧按照自己习惯去享受夜生活的，无疑都是一些伪满高官和富商大户的子弟，或是日本人。一般老百姓养家糊口还来不及，哪有这个经济实力，更没有这个胆子去逛妓院、舞厅一类的高消费场所的。
这些父兄辈都是职务不低汉奸的人一听是抗联打进城了，还有一个不乱套？再加上被吓破了胆子的伪满警察，刚刚还很平静的街道上立刻炸了营。平日里面假装的所谓风度早就丢到一边去了，你推我搡的乱成一团各自逃命去了。
有的人甚至慌张的连身边不知道是情人还是小妾，甚至可能是舞女的伴侣都丢下了。街道上的那些正在讲价的出租马车，也顾不得拉客人了，没一会功夫刚刚还熙熙攘攘的街道顿时一片清净。不过也有胆子大的，也不怕被子弹误伤，站在街道边上卖呆。
对于街道上瞬间跑了一个精光的那些执行戒严令的伪满军警人员，陶净非既没有时间，也没有精力去管。他命令各部队不要管那些警察，向着各自的目标猛冲猛打过去。务必要在最短的时间之内攻占哈尔滨。
虽然哈尔滨的日伪军因为巴彦和铁力的丢失，已经进入的戒备状态。但谁也没有想到，此时应该还在百公里之外的对手，会突然出现自己面前。而已经集中起来，准备第二天进入工事担任防御的日伪军，更是让攻击部队连兵力都不用分散。
陶净非的攻击行动进行的极为顺利，措手不及的日伪军几乎全部被堵在营房之中。装甲旅的坦克在步兵的掩护之下，直接冲进日伪军军营之中横冲直撞。本身没有多少重武器的日军以及部分伪满军虽然也在依靠营房负隅顽抗，但在坦克和七十五毫米山炮面前，他们的抵抗根本就无力挽回大局。
勉强开火的部分火力点，只来得及打出几发子弹。就被冲上去的坦克一顿炮弹，连人带屋子一块送上西天。吃不住劲，钻进营房后，又被坦克炮火从屋子里面干出来的日伪军，又被伴随步兵和坦克上的机枪打的人仰马翻。
此时在独立第二守备队被炸成了残废后，已经实际上成为哈尔滨防御主力的伪满军在战斗打响后，除了少部分人主要是日系军官带领的部队和第四军管区教导队，以日军控制最严的伪满江上军陆战一团还在抵抗之外，大部分人都在措手不及的在睡梦之中便被缴械。
伪满独立混成二十三旅的一个半团被缴械，使得日伪守军失去了主要力量的同时，也极大的减轻了陶净非的压力。至少不用担心那些伪满军为自己找太多的麻烦，分散自己的兵力。更让他得以腾出手来，分出一个加强团在一个坦克营以及两个骑兵营的配合之下，以最快的时间抢占哈尔滨南部屏障双城。
在坦克的炮火掩护之下，仗着皮糙肉厚、火力凶悍横冲直撞的陶净非在短时间之内便相继攻占了伪满滨江省政府、哈尔滨特别市政府以及警察厅、第四军管区司令部等一系列重要目标，并完成对日军独立第二守备队营区和第四军管区最后还在抵抗的几个营区的合围。
日伪军虽然还在抵抗，但除了那些罪大恶极的汉奸首领以及少数垂死挣扎的日系军官之外，伪满军的抵抗事实在战斗进行两个小时后便已经溃散。而城内的日军虽然还在拼命的抵抗，但缺乏反坦克武器的日军，在面对有着大量步兵配合的坦克群，抵抗的力度也在飞速的下降着。
战至第二天清晨，除了伪满军第四军管区教导队还在做最后抵抗之外，伪满军第四军管区，包括江上军陆战团在内的抵抗已经彻底的平息。第四军管区司令应振复、伪满滨江省长于竞涛、哈尔滨市长赵震、日籍副市长都富佃、警察厅长田园莞尔等大小伪满官吏无一漏网。
除了滨江省警务厅长神子勇、哈尔滨警察厅长田园莞尔因为带领日籍警察和宪兵顽抗到底被击毙之外，其余的伪满滨江省以及哈尔滨市的大员几乎无一漏网，全部被俘。日军驻哈尔滨宪兵队长春日熏中佐连同他的几百人宪兵队一起，被坦克碾成了肉泥。
经过半夜的激战，至第二天清晨七点，陶净非指挥的快速纵队相继占领了埠头、新阳、南岗、马家、东西傅家、香坊、顾乡、太平、松浦等哈尔滨主要市区，并抢占了哈尔滨城内所有的火车站。
以及伪满滨江省政府、第四军管区司令部、滨江省警务厅厅、哈尔滨市警察厅、哈尔滨宪兵队等哈尔滨市内的重要目标。除了日军第二独立守备队司令部、第四军管区教导队以及在遭受了杨震毁灭性打击的平房特别军事区还在进行最后抵抗之外，整个哈尔滨几乎已经全部易手。
在抢占火车站后，陶净非立即组织五列货运列车北上巴彦接运主力。尤其是因为急行军落在后边的炮兵。至于驻扎在呼兰那里的伪满一个铁路警察中队以及独立第二守备队的一个中队、以及伪满军一个营和一些杂七杂八的警察，陶净非根本就没有放在心上。
他在每列火车上都放上了一个步兵连、两辆坦克外加六挺高射机枪。利用火力掩护，强行冲过呼兰火车站。如果不是抢占双城需要以及手头兵力稳定这种大城市略有不足，呼兰那点日伪军他早派一个团随车解决了。
不过在调动火车北上巴彦接应主力的时候，陶净非在哈尔滨火车站有一个可谓是巨大的发现。除了在哈尔滨东站发现了几列因为滨绥铁路中断，而只能滞留在哈尔滨的军火列车之外。还在香坊车站的几列被油布遮盖的严严实实的列车上发现了几门口径巨大的火炮。
这几门火炮除了三门二百四十毫米要塞榴弹炮之外，还有两门日军最新式的七式三百毫米要塞炮，四门九六式二百四十毫米加农炮，甚至还有一门口径至少在四百毫米的巨炮。除了这六门口径巨大的火炮之外，还有一辆装备了二百四十毫米口径火炮的列车炮。
经过紧急审讯在睡梦中被俘的日军随车士兵后，陶净非才知道这些巨炮都是日军专门从国内运来的用来装备东部的虎头要塞和东宁要塞群的。只是由于滨绥铁路交通中断，只能暂时停留在哈尔滨。
这些火炮之中，除了那门射程高达五十公里的二百四十毫米加农列车炮之外，口径最大的那门原本用于安装到虎头要塞的四百毫米火炮，是专门从东京湾拆卸下来的，准备运到虎头要塞对苏作战的。
看着这些重炮，陶净非多少有些心痒难耐。但可惜除了那门列车炮之外，其他的都需要构筑坚固的钢筋混凝土结构的炮基座。不过饶是这样，陶净非除了将那门列车炮部署到了哈尔滨外围铁路线上用于机动火力支援之外，其他的大口径重炮也秉承着宁杀错、不放过的方式，等参谋长到来后，看看能不能利用上。
只是让即便手头上现在还没有人会使用这些重炮，但在得到了这些重炮之后依旧欣喜若狂的陶净非现在还不知道的是，这些重炮在下一步的作战之中发挥了极大的作用。尤其那门机动性比较强，射程高达五十公里的九零式列车炮给日军带来了极大的伤亡。
而那门射程虽然稍短，但炮弹重达半吨的四百毫米要塞炮，甚至一炮就打掉了正在集结中的日军大半个联队。这几门大射程、威力巨大的重炮与航空兵相互配合，为第二阶段战役胜利提供了稳定的火力保障。
其中一门被调往东部参与对东宁要塞攻击的九六式二百四十毫米加农炮，和一门明治三十八年式二百四十毫米要塞炮。与军区特种作战旅从虎头要塞缴获的两门同类型的火炮、一门九六式二百四十毫米重榴弹炮以及在第一阶段作战中缴获的几门一百五十毫米加农炮一起组成的炮群，为东部战线提供了强大的火力掩护，彻底的摧毁了日军东宁要塞群。