二十分钟后，双鸭山方向的飞机到达佳木斯，盘旋了几圈，找到了日军炮兵阵地，两架轰炸机果断俯冲投弹，炸弹地毯式爆炸，几十门火炮被炸毁，引起炮弹殉爆，半个炮兵阵地一片爆炸声，硝烟滚滚。
这一波飞机刚刚离开，富锦方向飞机飞来了，对剩余的一半炮兵阵地投弹轰炸。轰炸完毕，日军的炮兵全部被摧毁了。
天上轰炸炮兵阵地的时候，地面上的步兵部队在火箭弹撕开的口子冲近了佳木斯市区，在返回来攻击其它的防御工事，日军的工事缺口很快就扩大了。
上午十点，佳木斯城东，城西两个口子已经被稳稳地占领步，赵尚志的部队从西侧的口子进入城郊，而陈凤山的兴山纵队与李兰池的三江纵队从东侧口子进入佳木斯城郊。
十一点，佳木斯城南的口子被撕开，周保中和吴富贵部队冲近了城郊。
城郊的争夺战一直持续到了下午五点，这时候，日军在炮击飞机轰炸，火箭弹轰炸之下，部队人员损失很大，数千人在第一波炮击中被消灭。步兵冲上来后，很快就占据了大片的城区，再有数千日军伪军被消灭。
到了晚上，佳木斯的城郊防线全部攻破，除了少数日军退回城区，城郊部队大部分被消灭，东北民主联军占领城郊阵地。