这是一个夹在两座山头之间的狭窄谷地，长宽约几十米的样子，底下正进行着一场无声而又惨烈的白刃战。之所以是无声，是因为长时间的拼杀呐喊已经使得双方士兵哑了嗓子，再有拼刺中需要凝神注意，减少不必要的体力消耗，而谷地本身也有隔绝声音的空间效果，所以刘赤忱即便到了山下，也没有发现山那边正进行着一场最残酷的肉搏战。
谷地里双方的拼杀看样子持续了很长时间，双方交战中间尸体垒成了金字塔形，士兵踉跄的踩着尸体激烈搏杀，倒下的人很快又成为了战友的踏脚石，中国士兵的人数并不很多，但他们作战勇猛，拼起刺刀来往往能以一对多，苏军人数虽多，但因为地形限制，他们的人数优势并没能表现出来，但随着时间的推移，倒下的中国士兵越来越多，而后续到达的苏军士兵越来越多。
刘赤忱见到谷地的战况后目眦欲裂，随即指挥本团人马进驻阵地，立即将特务连投入谷地作战，特务连是3团最精锐所在，制式配发山东兵工厂造的花机关枪，专为关键时候突击冲阵使用。
激昂的冲锋号响起，特务连一百五十余人如猛虎下山猛扑向谷地的战场，他们斜挎在肩头的花机关直扫苏军，瓢泼的子弹雨顷刻间就扫倒了上百苏军，战场的形势顿时扭转，谷地的中国士兵见到援兵赶到，士气大振，爆发出了强烈的战斗力，以绝少的人数向苏军发起了勇猛的反冲锋，苏军猝不及防，霎时被杀了一个人仰马翻，在特务连这支生力军的强大火力面前，苏军无法再坚持攻势，呼啦一下溃退下去。
从进攻满洲里开始，苏军士兵就进行着高强度的作战，他们精神上一直处于紧绷中，训练有素和政治鼓动使得他们一直保持着旺盛的战斗意志，但眼瞅着即将突破最后一道防线，胜利在望的时候，他们的精神不自觉的放松和麻痹下来，处于兵法中“一鼓作气，再而衰，三而竭”的状态，等到突然杀出了敌人的援兵，对士气的打击是巨大的。
刘赤忱抓住了这个战机，果断的下令全军发起反击，命令各营反击苏军后迅速抢占有利地形，防止苏军反扑。3团士兵齐声杀喊，一连从苏军手里夺回了3座山头，并在苏军反击前抢占了有利地形，将轻机枪火力点部署好。
苏军的进攻随后就到，其疯狂的进攻让刘赤忱感到一阵头麻，他稳住心神，冷静的指挥士兵反击，将苏军的数次进攻打退，但3团自身的伤亡也很大，随着苏军展开更猛烈的进攻，顿时陷入了苦战。
沃斯特列佐夫本来打算给斯大林和切列潘诺夫发胜利撤退的电报了，但前线很快传回了失败的消息，愤怒之下的沃斯特列佐夫命令前线政治委员将率先后退的红军军官及士兵三十余人在阵地前枪毙，这下狠厉的手段震慑住了士气低迷的苏军士兵，他们不敢再退，不计牺牲的冲锋，经过反复争夺，从3团手中夺回了2座山头，就在3团就要抵挡不住苏军进攻的时候，梁忠甲率领的左翼支队4旅10团浩荡的抵达舅公山，数万生力军迅速的投入战场，一番激战，苏军不敌后退。
就在沃斯特列佐夫打算集结全军之力进攻左翼支队的时候，从海拉尔方向，进行大迂回成功的韩百航旅出现在苏军侧翼，以猛烈的攻势端掉了苏军的炮兵阵地，并向舅公山的苏军发起猛攻。
前后受到夹击的苏军连连收缩阵线，此时的苏军成了强弩之末，进退维谷，布柳赫尔急忙建议沃斯特列佐夫放弃从舅公山突围的打算，转从海拉图山方向撤退，为避免全军覆没的情况发生，沃斯特列佐夫不得不同意了布柳赫尔的建议，迅速脱离战团，向海拉图山撤退。
梁忠甲和刘赤忱率领军队沿后猛追，同时李伯阳率领的主力大军也杀到苏军的屁股后面，在两军左右夹击，猛烈追击下，苏军损失惨重，半数兵力被围歼于荒原之上，只有沃斯特列佐夫率领残军突围向北继续逃窜。
就当李伯阳要继续追击，将苏军一网打尽的时候，韩国临时政府的情报消息传了过来，说新任的远东集团军司令官切列潘诺夫率领一万余部队从满洲里出发，正向舅公山赶来。
听到这个消息后，李伯阳冷笑一声，将军队一分为二，由万福麟率领省军继续追赶北逃的苏军，并叮嘱只许追击到国境线，而后他亲率主力越过舅公山，与左右翼支队合兵一处向西挺进，在扎赉诺尔以东60里地区与切列潘诺夫率领的部队遭遇作战，经过数个小时激战，歼灭苏军4000余人，切列潘诺夫率领残部退回扎赉诺尔，李伯阳奋起直追，一路收复扎赉诺尔和磋岗车站，稍作休整后，李伯阳兵分三路，会攻苏军据守的满洲里，激战半日后，苏军选择弃守，焚烧大批军用物资，遗弃大量火车皮的武器和装备，向北撤向苏境。