日军骑兵第3旅团5000多人之后，徐向前又马不停蹄地指挥主力会同正在阻击敌军的部队对日军第11师团形成了合围，这个师团虽然名气不大，但毕竟也是精锐的日本陆军常设师团，徐向前虽然下了将其全歼的准备，却也作好了部下伤亡五六万人的心理准备。但令他意外的是，带兵出战的第11师团师团长渡久雄中将于大战爆发前夕突然病倒据历史记载，此人于1938年12月突然同时罹患猩红热与肺炎，不到半个月就死掉了不能理事，令第11师团军心动摇、士气骤降。
徐向前虽然不清楚此事。但敌军比自己预计的要弱总不是什么坏事，反应迅速的他当即命令部队加强攻势，在一天之内毙俘日军18000余人，取得了渡江之后的第二场大捷（对于夺取据点但歼敌不多的战役，赤色党一向不会太看重。）。而抗联却只牺牲了七千多人（总伤亡3万余人）。
这时。由牡丹江的关东军第5军司令部派出的部队却因为抗联工兵部队埋下的几万颗地雷而步履维艰，绕过雷区不走交通线的话行军速度快不起来，可如果让工兵一路排雷的话那就只会更慢。而他们这么一耽搁，徐向前很快就腾出了手来。第5军刚刚组建不久，部队还没配齐，野战部队仅有现在已经被抗联灭掉的那两支，因此在接到佳木斯日军的求援后，第5军司令部一时间只能以驻守牡丹江的守备部队加上部分在乡军人临时组成特遣支队赶往佳木斯救援。
这支部队的战斗力和火力都很显然不能与鬼子精锐的野战部队相比。兵力也不过1万多人，本来就是打着与那两支部队合力的心思才派出来的，可是现在那两支更加精锐的野战部队都被灭了，他们自然不敢再继续前进，连忙向司令部发出电报请求撤回牡丹江。但是关东军第5军司令部却低估了抗联的实力和徐向前的能力，他们认为抗联消灭总兵力几近3万人的两支精锐野战部队之后必定损失巨大，因此继续催促特遣支队向佳木斯进军，以挽回败局。结果这支部队很自然地羊入虎口，抗联轻松地取得了渡江之后的第三场大捷。也将连续歼敌人数增加到4万以上，而且伪军与伪警察还没计算在内此役过后，牡丹江守军的兵力已经锐减到几千人，若非哈尔滨的第4军及时将精锐的第1师团派来，日本第5军司令部就只有弃城逃跑了。虽然鬼子崇尚战斗到最后一人，但军司令部被抗联这样的“非正规军”端掉只会带来更大的耻辱。值得一提的是，本来第4军司令部是打算派第4师团前去救援的，结果第4师团突然“疫病流行”。于是只能派第1师团出去了纵使抗联因为战争的磨砺与连胜的激励而愈战愈强