同日在扎贲诺尔车站方面已于10时被苏军占领，凌晨四点查罕敖拉广信公司煤矿也被苏军占领，矿区被炸为焦土，所存煤炭付之一炬，煤矿经理孙鹤云被捕，不久又被释放。
十八日下午一时，扎贲诺尔煤矿也被苏军占领，国民党受军韩光第旅长、张林雨团长阵亡，全旅官兵伤亡过半，千余被俘，呼伦贝尔盟渔税局李局长正值在扎贲诺尔矿也中弹身亡。
与此同时，满洲里车站战况越来越激烈，进攻扎贲诺尔的苏军也调到满洲里方向，苏军发起的进攻非常凶猛，一时间硝烟弥漫、炮弹横飞，当时炸毁民宅多处，日本领事馆隔壁的日本旅馆也被炸毁。双方激战两昼夜，国民党军队饮食困难，加上疲劳过度，苏军以战胜之师，猛烈攻击到满洲里车站南山头，国民党军队濒于危急关头，梁忠甲旅长亲自率领全旅官兵全力抵抗，苏军进展缓慢。此时扎贲诺尔方面已经完全失守，国民党军失去外援，战事不利于国民党军队。十九日，国民党军队司令部所在地南山头已经几乎无兵，苏军飞机投弹甚
密，双方越战越近，最后达到了刀刃相交。喊杀之声，闻于数里。在国民党军队司令部门前的战斗最为激烈，但由于寡不敌众，国民党军队伤亡甚众，加之外无援军渐渐不支。双方一直对峙到二十四日晨三时，国民党军队弹尽授绝，无力持久。不得已而向扎贲诺尔方向猛烈进攻，试问突破苏军包围。绕道达贲湖退守，以待援军。但最厅不得突围，被苏军迎头堵击，将国民党军队中央突破而左右均遭苏军攻击，无可奈何只得退回满站，随后苏军炮火猛烈轰击市区。当时．市区秩序大乱，一些无业流氓乘机枪掠民财、—些商店、房屋均被炸毁、
焚烧。此时，国民党军队仍拟扼守四门，进行背城一战。后经当时满站政、警、绅、商各界在一起协商；认为情况十分危迫，国民党军队已弹药尽绝，而援军又一时不能开到。苏军则越攻越猛，越逼越紧。如果再少许延长时间，势将要牺牲众多生命。另一方面考虑当时侨居满市的日本人比较多，其生命财产：又没法保护。根据这种情况，于是便一面请求国民党驻军梁忠甲族长考虑满市人民的生命，财产：另一方面又推举胪膑县长齐肇豫赴满站东巴里木地方，当时市政公所翻释股长赵永禄赴八十六号小站．在苏军炮火猛攻之下，分别与苏军司令官交涉停战。当时，苏军总指挥沃斯特洛索斯基要求解除国民党军队全部武装。
同时，国民党军队要求苏军进入市区要严守纪律，并对解除武装的官兵保全生命，并要求优待。苏军全部答应了条件。不久即停战，这样国民党军队战斗三天无效，苏军进入市区。
国民党军队被解除武浆，全旅被俘官兵约七千余人，轻伤六百余人。梁忠甲旅长，李、张两参谋长及各团长均于二十四日送往苏联境内：魏副旅长阵忘，其余官兵伤亡两千余人。
苏军进入满洲里是十一月二十日早晨十点，随即设立了总司令部和卫戍司令部，在满洲里车站设立了政治探访局，局长为戈彼乌成员。苏军首先给予工人、农民面粉和钱币以便生活。然后将战时民间被抢物资收集到一起，张贴布告，让失主前来认领，并在发放物品时拍摄了照片作为宣传材料。
苏军设立的政治探访局专门搜查流窜到满洲里的白党和反对苏联政府的人。当时满洲里俄侨尼基金中学校长戈拉肖夫，房产业主会长果洛阔夫、教堂神甫伊兹沃里斯等二百五十多人以及扎贲诺尔矿华俄职工约二百人均被逮捕，先后押解苏境。同时在各机关职员中进行搜查，逮捕了警察署长和官兵九十多人，以及路警、巡警等五十多人也被逮捕押解苏联。
市区实行了非常严格的秩序管理，颁布了军事管制条例，街上行人只能通行到夜晚十点。苏军占领后几天，一些商店开始营业，苏联的卢布和中国的银圆同时使用。教堂也开始礼拜，个别学校复课，还开放了几个电影院，专门放映一些宣传苏联社会制度的电影。