原來得知北線俄軍撤退的消息之後，羅嶽意識到必須要堵住俄軍撤退的線路，因此下令出動飛機在空中偵察俄軍的行軍路線，確定俄軍渡河的地點，又命北林站的騎軍團和猛士車隊出擊，在穆棱河西岸攔截俄軍，另外每輛裝甲車還帶一個100迫擊炮小組，當然成員壓縮到隻有3個人，畢竟炮彈可以裝在猛士車上。並且要求必須在一個小時以內趕到俄軍渡的地點。
北林站距離俄軍渡的地點差不多有50多公裏，對於猛士裝甲車來說，當然不會有太大問題，雖然猛士車因增加裝甲降低了速度，但跑出5、60公裏的時速還是綽綽有餘的。而騎軍團並沒有參加昨夜圍殲撤退俄軍的戰鬥，因此人馬得到了比較充份的休息，而且人民軍在北林站還繳獲了俄軍3000餘匹戰馬，可以給騎兵們一人配雙馬，這樣也就可以加快騎兵的行進速度。
果然騎軍團和猛士車隊出擊之後，在一個小時內趕到了俄軍的渡河地點，這時俄軍已經開始渡河了，因此人民軍也立刻開始布置，首先在距離河岸2-3公裏的高地上布置迫擊炮陣地，並留下3輛猛士車幫他們運送炮彈、轉移陣地，另6輛猛士車則分成兩批，沿河岸突擊，這樣不僅可以打擊本岸的俄軍，而且還能打擊正在渡河或是對岸的俄軍；而騎兵團則隱蔽在河岸附近的叢林裏，從正麵突擊俄軍。
布置好了之後，首先由迫擊炮部隊對俄軍展開遠程打擊，打亂了俄軍的陣腳，隨後騎兵和猛士車殺出，這時俄軍隻渡過河一個團的兵力，而且根本沒有想到人民軍會在這邊的河岸發起進攻，不僅沒有布置防禦陣地，過了河的士兵們都沒有重新列隊，而是在忙著生火烤衣服。現在己是9月底的時候，雖然還沒有進入冬季，但氣溫也不高，而且東北地區本來就要比關內冷一些，自然不能長時間穿著濕衣服。
結果麵對人民軍騎軍的突擊，俄軍幾乎毫無阻擋之力，因此轉眼之間人民軍的騎軍就衝入俄軍之中，揮刀猛砍，騎兵一但衝到步兵的近前，自然就是步兵的惡夢了，隻要騎兵借助戰馬的衝力，順勢揮刀就可以輕易的砍殺俄兵，還有些俄兵甚致直接被人民軍的騎兵衝倒，還有人民軍的騎兵在馬上用96手槍向俄兵射擊，頓時將殺得俄兵傷死無數，屍橫遍地。盡管也有少數俄兵奮力的抵抗，有的舉槍射擊，有的奮力撲上馬背和人民軍的騎兵搏鬥，但畢竟是人數太少，改變不了大局。
而在開始的時候，猛士車還向本岸的俄軍射擊，但隨後人民軍的騎軍和俄軍纏鬥在一起，而且占據了明顯的優勢，因此猛士車也就調轉了槍頭，主要射擊河中和對岸的俄軍，迫擊炮也將打擊的目標放到河對岸。這時河中幾乎全是俄兵，還有大量的俄兵擠在岸邊正準備下河，正好都成了人民軍的活靶子，隻打得俄兵傷亡慘重，血流成渠，由其是在河水中，更是浮屍無數，就連河水都染紅了。
還沒有下河的俄兵都趕忙紛紛後撤，找地方躲避，但就在這時，海軍陸戰隊2師已追擊到河岸邊，向俄軍發動了進攻。而這時俄軍本來就己經大亂，那裏還有能力來抵抗人民軍的進攻，隻能四散奔走，奪路逃命。
不過人民軍雖然占盡了優勢，但畢競人數少於俄軍，無法對俄軍形成包圍，因此有不少俄軍趁著這個空子，從戰場上逃離，其中也包括俄軍的兩名師長凱爾謝裏曼、托布爾金斯基以及一眾參謀人員。
但時間不長，從北線趕來的人民軍第1軍第1、6師趕到了戰場，迅速的展開了兵力，組成包圍圈，將俄軍包圍起來，並且還分派兵力，去追擊從戰場上逃離的俄兵。這一來人民軍在兵力也占據了絕對的優勢，被包圍的俄兵也隻能舉手投降。
戰鬥一直進行到中午12點左右時基本結束，除了少量俄軍逃走之外，其餘不是陣亡就是投降，而人民軍又一次取得了勝利，並且基本殲滅了北線的俄軍。至此，三個戰場的俄軍均被人民軍所殲滅，人民軍已經確定取得了這場穆棱河之戰的勝利。
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