在將整個中長鐵路正麵攻擊部隊的指揮權，移交給了陳翰章、杜開山二人之後。楊震猶豫了一下，在與林總和郭炳勳商議之後。將手中預備隊中的晉冀魯豫一個縱隊，投入了新民西北方向。配合卡在馬三家子一線的隋長青，對新民日軍第五軍進行包抄。
牽製這個日軍集群，使其無法增援任何一個方向。同時尋找戰機，圍殲這個眼下已經實際上，因為隻受到牽製性的進攻，而實際上已經成為整個關東軍預備隊的第五軍。保障其他戰場，能夠順利的打成戰略目標。
而就在陳翰章指揮的主力，搶占新城子並立即向北發起攻擊的同一天。自三船台一線渡過遼河後，全軍以機械化方式向沈陽快速開進，沿途不與小股日軍做任何的糾纏。全軍快速的向沈陽方向突擊的穆長秋所部，也二十五日當天便突破沈陽城外圍。
其所部由中長鐵路以西的皇姑屯、禦花口一線衝入沈陽城後，先就地打垮日軍沈陽獨立警備隊，駐防在練兵場、領事館兩地，擔任鐵西工業區警戒的兵力。快速的搶占了集中幾乎沈陽大半工業，也是整個南滿工業最集中的沈陽城，中長鐵路以西的工業地區。
同時以兩個步兵團的兵力，在一個坦克營的配合之下，繞過沈陽城快速南下打垮了獨立混成第八十旅團兩個步兵大隊。連續搶占了沈陽城南蘇家屯、桃千戶兩個要點，切斷了城內日軍經鐵路南逃的路線。並幾乎是完整的奪取了堪稱眼下整個中國，最大的鐵路調度站的蘇家屯車站。
不過穆長秋手中隻有兩個步兵師外加一個裝甲師的兵力，想要合圍整個沈陽城自然不可能，他第一步的重點攻擊隻能放在東西兩麵的工業區。在出發之前陳翰章就再三叮囑過他，沈陽城內的日偽軍他可以不問，但是沈陽工業區如果少了一顆螺絲那就唯他是問。
有了陳翰章的這道命令，穆長秋的第一目標自然是沈陽鐵西與東部兩個工業區。而集中了沈陽工業精華的鐵西地帶，更是他的首選目標。不過在搶占整個鐵西區後，穆長秋並未停止下來。
在預定配合的杜開山所部擔任從東向西進攻兩個師，還未趕到的情況之下。穆長秋幹脆直接以裝甲四師兩個坦克營為先導，加上該師的機械化步兵團以及一個加強步兵團。利用沈陽城內東西走向的街道，穿過早在清末就已經坍塌的外城。
不顧城頭上日軍的火力壓製，直接撞開內城的小西門、大西門兩座城門。沿著沈陽內城東西主幹道，一德、一心這兩條大街，快速的橫穿了整個沈陽內城。搶在沈陽城內日軍反應過來之前，搶占了沈陽城東的部分工業區，以及沈陽東塔機場。將整個沈陽的主要工業地帶，全部安全的控製在手中。
但在兵力不足並還要守住蘇家屯一線的情況之下，穆長秋眼下能做到的，也就是盡可能的搶占沈陽各個工業區。對於城北的獨立混成八十旅團部分部隊，也隻能采取先采取以坦克配屬小集群不斷的主動出擊，牽製其無法向鐵西、大東反擊的行動為主。
至於城內的沈陽獨立守備隊，也隻能先以火力控製，除此之外他沒有敢貿然行動。盡管距離他不過三十公裏的虎石台，就是陳翰章的主力，北麵完全可以不用他操心。但沈陽城以南、以東地區的日軍，還是要他防範的。
如果自己的主力被糾纏在城內外，一旦沈陽以東的撫順地區敵軍，以南遼陽地區的日偽軍全力反擊沈陽。按照這兩地距離沈陽的距離來看，打自己一個措手不及可就糟糕了。如果在野戰之中隋長青自然是不怕的，但是巷戰可能會帶來的拖延，讓他還是選擇了以穩為主。
不過好在杜開山所部，並未讓他等待多長時間。就在穆長秋剛剛完成搶占大東工業區，還不到十一小時的時間。已經趕到棋盤山一線的杜開山部兩個師，並一個裝甲旅的兵力，在陳翰章的督促之下，已經趕到了沈陽東郊的福陵、八家子、二台子一線。
在增援部隊趕到之後，穆長秋並未急於發動對沈陽城的攻擊。而是采取了先以一部兵力，控製了陳相屯一線，與搶占蘇家屯的部隊形成一道完整的防線，切斷了沈陽最後一條對外通道安奉鐵路。
然後才集中部隊，開始對沈陽城區發起全麵的進攻，並肅清沈陽城外各個要點的日軍獨立混成第八十旅團部隊。不過按照上級的統一部署，在進攻沈陽城區的時候，除了部分無後坐力炮和火箭筒以及坦克炮之外，穆長秋沒有使用任何的火炮。
隻是一件事情讓穆長秋很遺憾，就在東線增援部隊抵達之前這段時間之內。卻讓就在沈陽城內的關東軍第三方麵軍司令部，利用僅有的這段時間空隙。在穆長秋因為兵力不足，而在城區東南方向留下的缺口之中溜掉了。
實際上對穆長秋如此快的打到沈陽城西，並在第一時間席卷了整個沈陽工業區。就在沈陽城內的後宮淳大將，在感覺到相當的吃驚的同時也慌了手腳。沒有想到沈陽西北方向的三十軍防線，會被突破的如此之快的他。早已經將沈陽城周圍僅有的一個師團，已經被派往了中長鐵路以西戰場。