然而就是这一个晚上的时间，彻底改变了这些小鬼子的命运，独立第2师和独立第3师，趁着这一个晚上的时间，急行军一百多里，直接迂回到了鬼子的两翼。
待到第二天，小鬼子发现情况不妙时，已经晚了。两个师的数万八路军主力部队，从两翼呈钳形对小鬼子发动了猛烈的进攻。
面对如此局面日军应该立刻撤退，以免被八路军围歼才对。然而125师团师团长心里仍然想着救援哈尔滨，而且错误的以为八路军主力还在哈尔滨，围攻他们的只是八路军的地方部队，因此下令坚守阵地。
双方军队随即在绥化北部地区展开了混战，激烈的战斗持续了几个小时的时间，八路军迂回进攻，顺利切断了鬼子北逃的退路，将第125师团团包围了起来。
直到这一刻，日军才意识到了不妙，但是此时再想撤退已经来不及了。小鬼子发动了数次进攻，企图突破八路军的阻击，向北逃窜，最终都已失败告终了。
下午三点左右，八路军对被包围的125师团发动了最后的总攻，数万八路军主力部队从四面八方同时发动猛烈的攻势，被包围的小鬼子已经到了穷途末路，虽然拼死抵抗，但是最终难逃被歼灭的命运。
激烈的战斗持续到了晚上，日军第125师团主力约两万人，除了少量残兵败将趁夜突围之外，其余全部被歼灭。
于此同时，日军第12师团和长田旅团在扶余会和之后，随即大举北上，但是走到拉林河的时候，遭到了八路军的顽强阻击，此时河道已经解冻，八路军沿着河岸构筑了防线，日军发动了数次进攻，企图突破我军防线，结果最后都失败了。
而哈尔滨方面，在八路军持续不断的进攻下，城内日军大部分已经被歼灭，只剩下不足五千人，不断的收缩防线，坚守着城内最后的一片街区，做垂死挣扎，哈尔滨四分之三的市区已经被八路军收复。对于日军来说，哈尔滨的情况变得越发的危急了。
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