九一八事变后，辽宁义勇军分别以39路军和21路军为主力，先后于溥仪任伪满洲国执政的第二天和九一八事变周年之前，对日伪在南满的统治中心———沈阳发起了5次进攻。
1932年伪满洲国“建国”后，东北民众抗日救国会号召东北人民奋起反抗，还指示派往东北各地的政工、军事人员要立即行动起来发动和联络各路义勇军主动出击打击日伪军。救国会沈阳分会的委员们通知第39路义勇军攻打沈阳，他们愿做内应。
39路义勇军是在九一八事变后由沈阳铁路警官赵亚洲等人在抚顺、铁岭交界处的山区组织起来的队伍，初期叫“抗日总队”，后接受救国会领导，改称义勇军第39路。
赵亚洲得到联络后，派人潜入沈阳，探听在城里的日伪军部署情况。3月9日，溥仪就任伪满“执政”的这天，39路军3000余人抵达沈阳附近的百官屯一带。3月10日拂晓，赵亚洲率领39路义勇军发起对沈阳的进攻。金山好率部抢先攻城，攻占了沈海车站和警察局第11分局，缴获所有路警枪械及警察第11分局各分所警察枪械，但过早暴露了义勇军攻城计划，使日伪军对义勇军分别进行阻截围击，结果当赵亚洲带领前哨部队到达沈阳小东门时，受到预先埋伏在这里的日伪军的阻击，其后继部队在东陵一带又受到伪军的袭击。战斗到天亮，城内外义勇军先后撤退。
1932年6月，救国会决定在九一八周年之前，动员东北各地义勇军主动出击。7月，救国会派王兰田到沈阳，通过沈阳救国分会与义勇军第21路司令赵殿良见面。8月下旬，以义勇军第21路为主力攻打沈阳。
赵殿良是沈阳北大营教导队的学员，九一八事变后与黄宇宙在陈相屯组织沈阳救国分会，任该分会委员。1932年3月，赵殿良联络小股抗日武装，成立了义勇军第21路，赵殿良任司令。王兰田到达后，建议赵殿良的21路义勇军担任这次攻打沈阳的主力，还给赵殿良4000元现洋作为攻城准备的经费。
赵殿良为攻打沈阳，派人去凤城部署破坏草河口和本溪火车站，又派人去安奉线石桥子、南满线沙河站一带联络当地抗日武装炸毁该地大桥，以阻止敌人增援。
自8月上旬到中旬，辽宁各地义勇军采取“多方误敌”的战术，主动出击打击日伪军，并拆毁铁路多处，使日伪在沈海路的运输中断。日军不得不调动沈阳、大石桥等地日伪军前往各处增援，驻防沈阳的日伪军更显空虚。赵殿良得知上述情况后，与王兰田商定，于8月27日夜攻城，以枪响为号，并拟定了各路攻城路线。
8月27日晚，赵殿良率21路义勇军从黄泥坎、浑河堡等处出发，潜伏在沈阳大、小南门外及飞机场附近一带，但直到清晨，没有听到城内接应的枪声，只好迅速撤回。
28日下午4时，21路义勇军重新部署后，在老爷庙前誓师。夜11时半，义勇军向沈阳城内敌人发起进攻。各部将电线割断，以手枪和步枪向敌人猛烈射击，并攻入日军航空处仓库，烧毁了其中的飞机，缴获步枪70余支，机关枪4挺及大批军用品。但由于各部通讯不畅，无法联络，最后不得不暂时撤退。
29日夜，21路义勇军组织敢死队，向沈阳城发起了第三次进攻。由于事先日伪军已有防备，再加上配合攻城的各路义勇军“均未前来”，激战2小时后，义勇军被迫退到娘娘庙一带。不久，其他各路义勇军赶到，稍事休整后，立即联合攻打沈阳。
9月1日午前零时，各路义勇军分别从沈阳大南边门和大东边门向城内发起进攻。大家吹起冲锋号，奋勇攻城，激战两小时，由于日军调来大炮，各路义勇军攻城失利，先后向浑河方向退去。
虽然义勇军攻打沈阳的战斗未能取胜，但由于这次战斗是在日伪统治森严的东北最大城市进行的，对广大沦陷区人民给予了巨大鼓舞。特别是这些战斗发生在“日满议定书”即将签字之时，戳穿了日军“和平建国”的谎言，向全世界表明了中国人民誓死抗战的决心。
