1月27日天刚放亮，伪军就在日军重炮的掩护下向市郊的前沿阵地发起攻击。宫长海率部凭借壕沟、坟地的有利地势进行猛烈还击。战地硝烟弥漫，原本军心涣散的伪军坚持没有多久，就被义勇军士兵打得丢盔卸甲，落荒而逃。
几次进攻下来，伪军只丢下越来越多的尸体，却没有前进一步，惹得督战的日军痛骂不止。
战斗持续到下午，日军的四架“零式”战斗机前来助战，它们像苍蝇一样死叮在我军阵地狂轰滥炸，义勇军士兵们用步枪击伤一架敌机，日军乘员清水清大尉被击毙。日机吃了苦头，再不敢俯冲，只在高空中胡乱地投下炸弹，然后逃之夭夭。
与此同时，李杜率部在上号、南岗一带与伪军交战，冯李二部协同作战，敌人尸横遍野，80多人成了俘虏，一个团的伪军在战场倒戈。到了28日，敌人再也组织不起来有效的进攻，全线向南溃退，第一次哈尔滨保卫战取得了胜利。
1月30日，吉林军第二十二旅旅长赵毅在双城设伏，大败日军长谷旅团，后在数倍于己的日军不断进攻之下，放弃双城。哈尔滨门户洞开，形势十分危急。
