我军第4、第6纵队等部经5天外围战斗，至18日，占领外围据点，进抵鞍山城下。2月19日，我军对鞍山发起总攻。东西两路攻击部队在炮火支援下，迅速突破城垣。西路第6纵队主力进入纵深后，将铁路以西守军分割成数块，随即向市区猛烈进击；东路第4纵队插入市中心，占领神社山、制钢所等要点；独立第1师攻占鞍山车站。各攻城部队由火力组、爆破组、突击组、支援组等组成的攻坚小分队，在纵深战斗中发挥独立作战能力，逐一攻占守军的火力点、集团地堡和核心工事。至20日凌晨结束战斗，全歼守军。从此，鞍山回到人民手中。