Вскоре к месту событий прибыла мотоманевренная группа во главе со старшим лейтенантом Виталием Бубениным, обошедшая нарушителей границы с тыла. Однако численный перевес оказался на стороне противника: 60 пограничников против целого пехотного батальона. Бронетранспортер Бубенина был подбит, сам он ранен, несколько пограничников погибли. Пересев в другую машину, Бубенин продолжал руководить боем, в котором участвовало уже две заставы. Столкновение было продолжительным и ожесточенным. На подмогу пограничникам бросились даже жители соседних сел.
В итоге советские пограничники вместе с подошедшим резервом отразили внезапное нападение и вынудили нарушителей покинуть территорию СССР. Однако победа досталась дорогой ценой: 32 советских пограничника погибли или умерли от ран, 14 человек получили ранения. Самому старшему из погибших было тридцать лет, самому молодому - девятнадцать. Точное число погибших китайцев не установлено, но, по разведданным, их полегло не менее 50.
Для предотвращения повторения провокаций на Даманский при поддержке танков и БТР была выдвинута небольшая маневренная группа вооруженных гранатометами пограничников. В район острова к нашему берегу были стянуты части 135-й мотострелковой дивизии Дальневосточного округа, в том числе полк 122-мм гаубиц, минометные батареи и дивизион реактивных установок БМ-21 «Град».
Советское правительство 2 марта 1969 года направило правительству КНР ноту, в которой заявило решительный протест по поводу вооруженного вторжения в пределы советской территории и потребовало немедленного расследования и самого строгого наказания лиц, ответственных за организацию провокации. Однако китайцы оставили ее без внимания, готовя новую вооруженную провокацию.
15 марта примерно около 10 часов утра около 1500 китайских солдат и офицеров предприняли вторую попытку захвата острова. Фактически на границу наступал пехотный полк НОАК при поддержке двух танков, артиллерии и минометов. Из-за отсутствия указаний из Москвы координации между военными и пограничниками, которые подчинялись КГБ, наладить не удалось. В результате последние оказались на передовой один на один с превосходящими силами противника без армейской поддержки и вскоре были вытеснены с острова. В руках китайцев оказался секретный на тот момент танк Т-62. Число погибших с советской стороны возросло до 58, а раненых - до 94 человек.
Ожесточенные бои прекратились лишь к исходу 15 марта, когда командование 135-й дивизии фактически под свою личную ответственность приказало ввести в бой ее силы. Системы «Град» и гаубицы накрыли залпами не только китайцев, находившихся на Даманском, но и прибрежную территорию КНР на глубину от пяти до 15 километров. В довершение операции мотострелковый батальон очистил остров от солдат противника. В боестолкновении с советской стороны принимали участие еще несколько воинских частей, что, однако, не афишировалось. Более того, были предприняты меры по дезинформации противника. Когда в конце концов китайцев окончательно выбили с острова, все подходы к нему с китайской стороны были заминированы, а прилегающий участок границы с нашей стороны заблокирован частями Советской армии.
Точных данных о потерях с китайской стороны нет. Считается, что они составили около 600 человек.
Позже анализ происшедшего стал предметом серьезного рассмотрения в Политбюро ЦК КПСС. С мая на всем протяжении советско-китайской границы развернулось строительство целой сети укрепрайонов. Помимо классических ДОТов и ДЗОТов, рядов колючей проволоки и минных полей в них было сосредоточено значительное число войск и подвижной боевой техники: артиллерии, танков и даже бронепоездов. В результате на протяжении всей дальневосточной границы был воздвигнут советский аналог знаменитых линий Мажино и Маннергейма, а из более чем миллиона жителей Приморского края каждый третий стал военнослужащим.
Однако до сентября 1969 года, то есть еще почти полгода, в районе острова было неспокойно: пограничники, оборудовав на окрестных сопках огневые точки, регулярно вели огонь по вспаханному снарядами реактивных установок «Град» и 122-мм гаубиц острову, когда на него пытались высадиться китайцы.
К сожалению, вооруженные столкновения не закончились событиями на острове Даманский. К лету того же года заметно обострилась ситуация на казахстанском участке, в районе горного прохода Джунгарские ворота, охранявшегося Уч-Аральским погранотрядом. Посреди горного прохода лежало озеро Жаланашколь (в переводе с казахского - Голое озеро). Именно здесь в течение мая-июля китайцы организовали целый ряд провокаций, однако до вооруженного столкновения дело не доходило.
Тем не менее после 12 августа личный состав застав «Жаланашколь» и «Родниковая» был приведен в состояние повышенной боевой готовности. Дальнейшее развитие событий подтвердило своевременность предпринятых пограничниками мер.