当时，东北军毫无准备，有些枪械弹药还锁在库里。就在这时，他们接到了吉林副司令长官公署参谋长熙洽“避免冲突，不准抵抗”的命令，二道沟兵营很快失守。

　　两个小时后，日军开始进攻南岭大营。此时东北军刚刚起床，当发现日军袭击时，便利用窗口进行抗击，但由于无准备、无组织，一时出现混乱。当时驻守南岭大营的是东北军步兵第25旅50团，炮兵第10团和一个辎重营，有官兵4000余名，且武器完备，光各种型号的大炮就配置了36门。

　　日军冲进后首先将该营12门火炮破坏。南岭大营驻守官兵砸开军械仓库的铁锁，取出枪支弹药，奋起反抗，迫使关东军司令部不得不临时下令，暂时停攻，调日军独立守备队步兵第一队前来增援。

　　上午10时，从公主岭赶来增援的日军独立守备第1大队与第2大队会合后，在炮兵轰击掩护下，分左右两翼向步兵第50团及炮兵第2营、第3营进攻。守军利用营房的窗户、通气孔等一切可以利用的枪眼猛烈还击，使日军颇有伤亡。战至下午1时，日军守备第1大队长小河原浦治中佐受重伤，其第3中队长桥本茂大尉及机枪小队长芦田芳雄少尉被击毙。

　　七个小时后，日军才以死43人、伤55人的代价占领了南岭大营。战至次日，长春陷落。这是“九一八”事变中，日军伤亡最大的一场战斗。

　　9月21日，东北边防军驻吉林省副司令长官公署参谋长熙洽率部投敌，日军第2师主力占领吉林。辽宁、吉林落入敌手，11月19日，黑龙江主要城镇全部沦陷。

　　由于日本方面在事变前的周密计划、事变中的不宣而战、事变后的迅速行动，加上中国国民党政府奉行“攘外必先安内”、“不抵抗”的卖国政策，致使日本武力侵占东北的计划进展得异常顺利，九一八事变当夜占领沈阳城，一日之内攻城20余座、4个月零18天占领东北3个省和1个特区，一口气吞下东北128万平方公里的大好河山，相当于日本国土3.5倍。以此为起点，中国人民进行了长达14年不屈不挠的抗日战争。