奉命主攻扎赉诺尔火车站的一个苏军步兵营错误地向西行进至东北军的另一片防御阵地前，遭到了东北军轻重机枪的密集扫射，顷刻间半数官兵阵亡。大部分苏军部队是在进行了一整夜连续行军后未待休息便立即投入了战斗，这使得苏军的战斗力受到了一定的影响。
和混乱不堪的苏军步兵部队一样，由9辆T-18坦克组成的独立坦克连的战前准备工作也是差到极点：燃料明显不足，弹药基数也几乎为零。其中有3辆T-18坦克甚至连机枪都没来得及安装，坦克连的连长根本没有扎赉诺尔火车站地区的军用地图。一夜艰难的行军后，只有4辆T-18坦克准时到达了攻击发起地点。经过长时间等待，一直不见踪影的后勤补给车队总算露了面，“施舍”给他们一些燃料和弹药。平均每辆T-18坦克主炮的弹药基数只补充到40发，其标准弹药基数应该是96发。
苏军原来计划所有T-18坦克应该被用来支援第107步兵团。但直到攻击发起时，另外5辆T-18坦克仍不知在何处。上午10点整，苏军向扎赉诺尔火车站发起总攻。战斗中，苏军坦克遇到东北军挖掘的反坦克堑壕后被迫停下，和东北军的火炮互相对射。东北军炮兵射击精度较差，没能将苏军坦克击毁。
苏军坦克未带一弹就冲锋
至于其他3辆没有到达攻击地点的T-18坦克，1辆中途抛锚，另2辆迷路的T-18错误地赶到了苏军第106萨哈林步兵团的攻击地区。该团欣喜之余，却发现这两辆坦克压根儿未带一发炮弹。但团长在给2辆坦克加满燃料后，还是要求它们协助步兵向东北军阵地发起攻击。两辆T-18坦克的车长只好指望坦克行驶时发出的巨响能够吓住东北军了。不过，他们在战斗中还是发挥了一定作用。步兵们躲在2辆T-18坦克后面向前推进，用它们挡住了东北军密集的机枪火力。
在第二天的战斗中，8辆仍具有战斗力的T-18坦克全部被用来支援第108步兵团对两个高地的进攻。战斗持续了大约3小时，坦克部队又遭遇反坦克堑壕而受阻。其中1辆很快被东北军士兵投掷的手榴弹炸伤动弹不得，但另1辆利用机枪扫倒了战壕内的东北军士兵。后续的苏军步兵轻而易举地就拿下了这两个高地。
手榴弹狂袭满洲里
在攻占了扎赉诺尔火车站后，苏军将进攻转向了满洲里火车站。剩下的7辆T-18坦克继续支援第108步兵团作战。苏军吸取教训，在进行了密集的炮火准备后在拂晓时分发起了攻击。T-18坦克保持队形，一边用机枪和火炮向东北军猛烈射击，一边向前快速推进。苏军坦克兵们只顾着猛冲，又把步兵丢在了后面。
不过，他们很快就为此付出了代价。有1辆T-18坦克由于离东北军的防御战壕太近，立即遭到了无数手榴弹雨点般的攻击，履带被炸断，传动机构毁坏，车体受损严重，车组成员危在旦夕。好在后来赶上的苏军步兵发起了数次冲锋后才将其救了下来，但驾驶员已奄奄一息。另外还有2辆T-18不慎跌入了壕沟，直到苏军占领阵地后才费了九牛二虎之力将其拖了出来。
