由于战事时间过长，守军弹药将尽，且炮身连发过多，热度过高，频出故障，实难对垒相持，不得不边打边撤，进驻蘑菇溪新置阵地。

    马占山趁势率手枪队反攻，下午3时，中国守军夺回三间房阵地。

    正当马占山督师和日军拼杀的时候，涂全胜团长率部迂回大兴站，于中午12时绕到敌人身后，将敌军多门司令部包围，击毙日军官30余名，并虏获多门师团长的汽车，车内有金票10余万元。扼守在战壕内的日军，被守军全部歼灭。

    中国守军趁势向大兴站反攻数次，但因激战两天一夜，损失过重，不得不撤回蘑菇溪阵地。

    马占山不忍在敌我相差悬殊之际，把忠勇无畏的将士全部拼尽。18日下午，他沉下心，下达了总退却令，守军向第四道防线乌黑马防线转移。

    下午5时，马占山乘指挥车由蘑菇溪返回省城，仅带随从10余名。路过大民屯发现百余名日军骑兵向我阵地后方包抄。马占山跳下汽车，占据一座小高地，以猛烈的机枪火力，将敌击溃，脱险返回省城。少校副官魏道五阵亡。

    19日，日军一联队追击我转移守军，在杨家屯被全数歼灭。致使多门确认黑龙江守军撤退是有计划有组织的行动，不敢再贸然追击。

    至此，嫩江江桥抗战，宣告结束。