日本关东军第五军，是在苏联对日本宣战8天后陷入绝境的。
8月9日黎明，苏军主力部队以一个装甲师团的兵力，从黑龙江东部的绥芬河、观月台突破国境线，向驻守这一地区的日本关东军第五军正面发动进攻。11日，进抵牡丹江市外围防线穆棱。
苏军以绝对优势的精锐机械化部队向日军反复攻击，至12日中午突破日军防线，冲入牡丹江市区。
13日入夜时分，由第一二四师团驻守的主阵地穆棱高地失守。
经过数日的激战，第五军伤亡惨重。
苏军攻克穆棱主阵地后，以不可阻挡之势，沿途摧毁日军部分兵力的抵抗，于14日，直逼驻守掖河东侧地区的日军第一二六师团阵地。苏军以数十门大炮对日军主阵地进行了连续8个小时的炮击，在全部摧毁该阵地的火炮之后，出动庞大的坦克群，掩护步兵发起冲锋。
日军第一二六师团全体官兵拼死抵抗，其辎重部队也投入了战斗。他们以特攻方式，让士兵携带炸药、爆破筒、反坦克手榴弹等，冲入苏军坦克群，炸毁坦克，然后举行反攻，与苏军步兵进行肉搏战，到黄昏降临时，勉强击退了苏军的进攻。
15日，集结于掖河北面地区的日军第一三五师团主阵地，受到苏军步兵、坦克、炮兵、飞机的立体进攻，大部分火力点和防御工事被摧毁。壕沟前尸横遍地，被飞机和炮火炸成焦土的山坡上黑烟笼罩，焦臭刺鼻。阵地上的日军死伤三分之二，战况极为惨烈。
入夜，苏军停止进攻，战场方趋于沉寂。
在形势十分危急的情况下，第五军司令官清水规矩中将，于15日下达了全军撤至横道河子的命令。
第五军主力在撤退时，没有受到苏军的追击。于17日傍晚，部队到达距牡丹江市60公里左右的横道河子。
此时，拥有3个师团和其他部队共十余万兵力的第五军仅剩三万余人，且有四分之一以上失去战斗力的伤病员；重武器多半被毁，辎重粮秣损失大半。
横道河子背靠张广才岭，小镇四周山峦起伏，有险可凭。第五军撤到此地后，不敢有片刻松懈，立刻占领阵地，着手修筑工事。
夜幕悄然来临，第五军各残部的阵地上，一些疲惫不堪的士兵忍着饥饿，用铁锹挖掘战壕，用岩石垒起工事，在紧张的忙碌中，有的士兵因饥饿劳累而晕倒。数千名伤兵拥挤在狭窄的农舍或临时搭起的帐蓬里，既无人护理，也无药救治，一些重伤号因忍受不了伤痛的折磨而自杀。
