1月25日，冯占海率部由蜚克图挺进哈东，丁超、邢占清两部起兵响应。翌晨8时30分，冯部兵分三路向市内开进，一路进抵秦家岗，二路直达西门脸，三路占领松花江码头，设司令部于东兴旅馆。9时许，李杜率部进入道外，遂与丁超发出联名通告，宣布于深澄扰乱地方罪状，一致讨贼。抗日军在进军市区时遇到张景惠的伪警察队的阻截，冯占海当即下令严惩，击毙了负隅顽抗分子，余者缴械。随后李杜、冯占海、赵毅等抗日将领和丁超等人共同商讨制定了保卫哈尔滨的具体措施。
1月27日凌晨，于深澄指挥王澍棠、李毓久两旅伪军分别向上号一带和南岗至三棵树一带抗日军防地发起进攻。李、冯所部官兵同仇敌快，奋起抗击。震惊全国的 哈尔滨保卫战正式开始。
1月27日上午，在南岗至三棵树一带的战斗打响后，日军派出飞机数架，对抗日军防地实施轰炸，企图掩护于逆伪军冲入市区。宫长海、姚秉乾冒着敌人的猛烈炮火指挥所部英勇反击，与敌展开近战，日机见状，只好低空飞行，不断向抗日军扫射，战斗异常激烈。这时，冯占海与参谋长邓乃柏带领预备队迅速赶到并投入战斗。在冯占海、宫、姚等将领的率部猛冲之下，抗日军士气大振，他们一边冲锋陷阵，一边高喊着&同胞们，不要帮助敌人打自己人啦! & &赶快反正参加义勇军吧! & &不要为日本和于大头卖命啦! &。面对抗日军排山倒海之势，伪军嚣张气焰顿减，冯占海乘机下令猛攻，敌军不支， 遂从南岗、三棵树一带向拉林方面败退。
当天下午，于逆伪军补充了人马，并在日军重炮掩护下，向哈郊小北屯反扑，日机4架也飞抵战场上空助战，但抗日军官兵们没有被敌人吓倒，更加勇猛地与敌血战，他们以步枪排射，击落一架日机。
与此同时，在上号一带李杜、邢占清指挥所部与于逆 伪军交战。李杜身先士卒，向伪军连续发起反击，并迂回 包抄了进犯南岗的伪军，使敌节节败退。战斗持续到下午2时半左右，伪军不支，仓皇溃逃，抗日军紧追不舍，俘虏伪军80余人，缴获枪支弹药大批。
傍晚，伪军团长田德胜在前线率部起义，冯占海等人 接见了田团官兵，高度赞扬了起义官兵的爱国行动，同时 勉励他们做一个真正的中国人，为保卫东北、保卫中华， 与日本侵略者血战到底。起义官兵齐声响应，遂编入抗日军。
翌日上午，抗日军各部分别进入到南岗极乐寺、文庙 一带，伪军则布防于上号一带。南北对峙，双方都以炮火 轰击对方阵地。冯占海率领所部冒着敌人猛烈炮火，占领新发屯东南一带坟地，并以坟墓为掩体，向伪军展开激烈的反击。同时，冯占海命令宫长海骑兵旅绕至敌军背后，发起突然袭击。伪军在抗日军夹击下，顿时大乱，纷纷向阿城南面逃去。宫长海则率骑兵追击30余里。午后，宫长海率部押着大批俘虏和战利品胜利而归，第一次哈尔滨保卫战遂获大胜。
是日，李、冯等部抗日军整队开进哈市，各界民众手 持欢庆胜利的标语、彩旗、花束夹道欢迎，沿街建筑物上 飘扬着一面面象征着主权的中国国旗，到处呈现着胜利 后的喜悦，一扫事变以来哈尔滨的紧张气氛。当晚哈市工、商、学各界联合举行了盛大的庆功会，各界代表纷纷登台致词，赞誉抗日军将士挺身国难，杀敌保民的壮举，呼吁各界民众行动起来，共御外敌。会上哈埠商会等团体 还捐赠大洋50万元，以表他们对抗日军的支持和援助。
日本关东军唆使于深澄伪军进犯哈尔滨失败后，便 决定直接出兵攻取哈尔滨。事实上，在第一次哈尔滨保卫 战打响以后，关东军司令官本庄繁便认为日军出兵的机会已经到来。
为阻击日军北犯，吉林抗日自卫军总司令部作了统 一部署，由驻守双城堡的22旅赵毅所部，切断日军北进 ，的铁路线，截阻日军北犯。
北犯的日军长谷旅团乘坐的兵车由石头城子向北出发，于黄昏到达双城堡车站。两列军车进站后，立即 整队下车，解械架枪，笼火取暖。半夜时分，气温降到零下三十几度，连续奔波60个小时的日军官兵疲惫不堪，早已进入梦境，连值班巡逻的日兵也为避寒钻进站房，双城车站显得异常的沉静。这时赵毅率领3个营的兵力悄悄包围了车站，然后下令由第一营攻击车站票房，第二营主攻东道口日军，第三营进袭西道口，负责切断敌人的后路，迫击炮连设在万家窝堡。进攻的时间一到，赵毅大吼 一声&弟兄们，杀呀! &霎那间，各营官兵以猛虎扑食之势，从三面发起突击，喊杀声、枪炮声连成一片。日军官兵有的睡眼未睁便被打死，有的操枪盲目还击。主攻车站票房的第一营官兵最先冲进票房，一顿机枪、手榴弹，打得日军人仰马翻、血肉横飞，残余的日军慌忙跳窗西逃。 防守在西道口的赵部第3营官兵奋力阻击，他们以路基、 铁轨为掩体，猛扫溃乱的日军，一部分日兵无路可退，便钻进西侧铁路员工的宿舍，企图负隅顽抗，抗日军追杀过 去，一阵猛冲猛打，将其消灭，天将拂晓，战斗结束。这场奇袭战斗，毙伤日军200余人，日军长谷旅团的主力受 到沉重的打击。
晨6时左右，日军增援部队田岛旅团乘军车开至距双城车站十余里的西家车站。随后以绝对优势的兵力向赵部抗日军反扑，日军除装甲车、坦克、重炮以外，还有20多架飞机配合作战。赵毅部处在地形开阔、人员暴露的双城车站地域，遭日军飞机飞坦克、重炮猛烈袭击后，部队损失惨重，团长吴永和、荣升苏成祥及连长金永山等20多位爱国军官壮烈牺牲，士兵伤亡约六七百人。赵毅率部且战且退，才摆脱日军的围追，撤入哈尔滨市郊上号一带。于是，双城重镇失守，哈尔滨以南的门户，已被敌人打开。
日军长谷旅团由于遭受赵毅所部抗日军的严重打 击，变得更加穷凶极恶。当抗日军队撤退后，立即施行惨无人性的报复。他们不但将抗日军遗留在战场上的受伤官 兵用刺刀捅死，就连已经阵亡的官兵尸体，也多被剖腹、 挖心、剜眼，无所不用其极，并严令当地群众不准收埋，暴尸达数日之久。一直到农历正月初一，才许收葬。双城 人民敬仰这些为国捐躯的烈士们，自动捐献棺木，将数百具尸骨安葬于双城西门外十里铺，并树立忠勇墓以示纪念。
