到了5月11日，辽宁的战事已经持续了超过一个星期了，前线战事进行的异常的惨烈。尤其是在朝阳，日军集中了十几万兵力猛攻朝阳，鬼子的飞机每天持续不断的轰炸朝阳，鬼子的地面火力也不断的对朝阳狂轰滥炸，战火的摧残，使得朝阳城几乎化为了一片废墟。
八路军方面先后投入了将近二十万兵力，死守朝阳，面对日军的凶猛进攻，守军沉着应战，一次又一次的打退了鬼子的进攻，使得日军损失惨重，始终无法占领朝阳，八路军方面也为此付出了极为惨重的代价。
辽宁战士胶着不下，形势对我军不利，李国韬知道自己不能再等了，于是与5月11日夜，向前线各部队下达了进攻的命令，各部队按照原定计划，对哈尔滨发动全面进攻。
李国韬的作战命令通过无线电波，在第一时间传达到了前线各部队，各参战部队不敢怠慢，随即按照计划展开了行动。
新编第三师及装甲师于当天夜里开拔，直扑双城，于5月12日上午赶到双城，随即对双城发动了进攻，八路军进攻猛烈，于当天下午一举占领了双城，从南面包围了哈尔滨。于此同时骑兵师也按照计划，迂回到了哈尔滨东南部地区。
独立第二师及独立第三师在接到进攻命令之后，于5月11日夜渡过松花江，分别从两个方向包围了宾县，并发动进攻，也于5月12日傍晚时分，一举收复了宾县，从东面包围了哈尔滨。
于此同时，新编第四师于新编第五时，分别从北面和西面两个方向向哈尔滨挺进，在击溃了日军的外围小股部队之后，顺利抵达哈尔滨附近。
哈尔滨日军虽有三万余人，但是八路军的兵力是其数倍，而且来势汹汹，面对如此情况，小鬼子根本不敢与八路军交战，连忙收缩防线，退回到了哈尔滨附近，据城死守，同时急急忙忙的向长春的关东军司令部求援。
山田乙三接到消息之后，气的连饭都没吃，连夜召开了紧急军事会议，研究对策。
山田乙三阴沉着一张老脸，使得整个会议室的气氛极度的压抑，山田乙三扫了一眼与会的鬼子将领，最后将目光落在了参谋长吉本贞一的脸上，一脸严肃的问道：“吉本君，你之前不是说，黑龙江的八路军正在向白城集结部队吗？那么为什么八路军的主力会突然出现在哈尔滨？”
“这个……”吉本贞一忍不住皱起了眉头，冷汗如同雨后春笋般从额头上冒了出来，吞吞吐吐的说道：“司令官阁下，之前皇军却是侦查到，八路军正在向白城一带集结兵力，就算是现在仍然有八路军从齐齐哈尔附近一带，源源不断的赶赴白城。不过现在八路军主力突然大举进攻哈尔滨，可以断定八路军向白城集结兵力，应该只是为了迷惑皇军，八路军真正的意图是进攻哈尔滨。”
“哼！”山田乙三忍不住冷哼了一声，在他看来吉本贞一说的这都是废话，不过山田乙三此时也顾不上追究这些了，一脸严肃的说道：“如今黑龙江的八路军主力已经包围了哈尔滨，虽然哈尔滨还有三万皇军，但是据目前的情况来看，八路军的兵力大约有二十万左右，如果八路军猛攻哈尔滨，以哈尔滨现在的兵力来说，恐怕很难守住哈尔滨。”