当时由于齐齐哈尔战略位置重要，日军在齐齐哈尔设有多个据点：
第三方面军司令部：代号一三部队，驻齐齐哈尔东树林。
第一四师团司令部：隶属日军一八部队，驻齐齐哈尔市正阳大街。
第二航空军司令部：驻齐齐哈尔市日本神社，今龙沙公园3号门附近。
（哈尔滨马家沟机场失守后，齐齐哈尔机场由于距离马家沟机场太近，立即转场。第二航空军司令部大部也立即转移，下落不明。）
步兵第五九联队：代号二○九部队，驻齐齐哈尔南大营，今第一机床厂院内。
步兵第四六联队：驻齐齐哈尔东大营，今东市场东。
工兵第一四联队：驻齐齐哈尔北大营，今建华厂院内。
齐齐哈尔日本宪兵队本部：驻宪兵队本部院内。
陆军化学研究所：代号五一六部队，驻齐齐哈尔市南浦路与曙光大街交汇处附近。
关东军野战货场齐齐哈尔支场：代号九八三部队，驻齐齐哈尔南大营以南，火车站西南约300米处。
关东军野战兵器厂齐齐哈尔支厂：代号七六部队，驻齐齐哈尔东北郊，今塑料二厂附近。
此外，日军在齐齐哈尔的据点还有位于西南郊的“大黑包”，它是一个圆锥状的大碉堡，建于1937年，集屯兵、储物、指挥、通讯等功能于一体。
四团二团从黑河方向破了齐齐哈尔日军的防线后，日军46联队退守东大营继续交战。
四旅炮兵猛烈的袭击日军的北大营，但是遭到了日军北大营内炮火的猛烈回击。
（1931年9月18日，日军炮击我奉天北大营。打响九一八事变的第一炮。时隔11年零三个多月，抗日第一军炮击日军的北大营。打响齐齐哈尔日军的丧钟。）
四团长见不能快速取得胜利，遂留下二团一部佯攻，自己带着四团快速折向东北。
为了达到突袭的效果，四团长特意安排金雕在前面探路，绕开了日军的巡逻队和岗哨。
傍晚，太阳的余辉给大地铺上了一层金衣时，关东军野战兵器厂的卫兵发现了一支部队正急行军向他们赶过来。
初时卫兵以为是派过来加强他们防卫的友军。但后来感觉他们的衣服与他们的有所不同，马上喊道：
“什么人？\"但是四团先头部队没有回话，报以子弹。
日军卫兵举枪原本是装腔作势的吓唬一下。谁知道却被先下手为强的四旅士兵撂倒。
撂倒兵工厂门口的卫兵，四旅士兵兵分三路，一路直扑兵工厂，两路占领兵工厂两侧高楼。
兵工厂两侧的防卫部队迅速冲过来增援兵工厂守卫。但被左右两支四团部队挡住，双方在街道上激战了起来。
齐齐哈尔日军现在后援全无，兵器厂是他们与魔鬼部队抵抗的底气。
为此指挥官给日军46联队下了死命令，全力增援野战兵器厂。
联队长像吃了疯狗肉似的，对阻击他们的二团部队发起了连绵凶猛的进攻。