就在日軍攻占了布干維爾島，徹底取得了對整個所羅門群島的控制權，取得了對澳大利亞空襲前進基地的當天。三月十八日，抗聯參戰各部按照總部的規定，全部進抵制定作戰地域。

十九日黃昏之前全體參戰部隊，除迂回部隊正隱蔽從集結地西烏珠穆沁旗，向蘇尼特左旗進攻出發地域運動之外，其余各部已經全部完全展開。所有的炮兵，已經全部進入作戰地域。而負責對地實施支援的各個作戰機群，已經做好隨時起飛的准備。

三月二十日凌晨三時，按照計劃此次會戰首先在新京正北與通遼方向同時打響。隨著鋪天蓋地的照明彈升空，從新京正面出擊的裝甲二師在密集的炮火，以及集中了抗聯所有的一百六十部大功率對空探照燈，以高強度光線照射日軍陣地的掩護之下。率先一馬當先，從長嶺一線向懷德、新京交界處的日軍陣地發起攻擊。

這一百六十部大功率探照燈，是幾乎抽調了抗聯所有的蘇制和美制對空探照燈。凌晨三時發起大規模集群攻擊，對於抗聯來說無疑還是首次。為了保證進攻的順利，以及夜間照明的問題，楊震想辦法為中線攻擊部隊調集了一批探照燈。

楊震的意思很明顯，就是利用這批探照燈發出的強烈光源，除了為攻擊部隊指明進攻方向之外。另外一個優點就是利用這批探照燈的強烈光照，刺痛當面日軍一線部隊的眼睛，使其只能采取盲射的辦法，為攻擊發起部隊爭取有利的戰機。

這種戰術雖然首次運用，但是卻在實戰之中起到了不小的效果。被強烈光線刺的無法睜開雙眼的日軍，只能瞎打盲射。突擊部隊遭受的損失，幾乎可以忽略不計。新京東部戰場上日軍的第一道防線，在短短兩個小時之內全線被突破。

同時從吉林、九台向伊通穿插的一個加強師，也在兩個獨立坦克團以及大量炮火的配合之下。激戰至二十日中午，撕開了日軍的防御陣地。在當面日軍防線上，打開了三個突破口，正在向日軍縱深陣地發展。

裝甲二師與兩個獨立坦克團，猶如兩把尖刀一樣，從新京戰場上日軍兩面側翼向日軍整體防御的縱深穿插過去。這兩支部隊的匯合點，在新京以南的公主嶺。一旦這兩支穿插部隊匯合，整個新京戰場上的日軍所有兵力，都將被合圍在新京周邊。

而在新京戰場打響的同一時間，通遼方向出擊的部隊，以裝甲二旅一百二十輛坦克為先導，組成快速裝甲機械化集群。從雙遼強渡東遼河，向松遼平原發起進攻，直插中長鐵路四平街一線。並以一部兵力，直逼戰略要地三江口。

這支部隊的主要任務就是進逼關東軍司令部所在地四平街，截斷關東軍增援新京戰場的通道。在新京以南構築第二道封鎖線，逼迫關東軍提前調動預備隊，徹底打亂關東軍的作戰計劃。