Около 11 часов утра 17 августа монитор «Сунь-Ятсен» открыл огонь по селению Хунхэдао с дистанции 10–12 кабельтовых (1830–2196 м). Японцы открыли ответный огонь. За первые восемь минут боя в монитор попало три снаряда калибра 37–75 мм, но ни один из них не пробил броню и не повредил жизненных частей корабля. Корабельные же 120-мм осколочно-фугасные снаряды наносили противнику, находящемуся на открытой местности, заметный урон. На 15-й минуте боя по монитору открыла огонь японская батарея 105-мм гаубиц. Первым же залпом монитор был накрыт, два снаряда легки недолетом, а один попал в кранец волнореза для хранения продовольственных запасов впереди 1-й башни. Там лежало три мешка муки, силой взрыва вся мука была поднята в воздух и белой пеленой окутала носовую часть корабля. Японцы решили, что монитор взорвался, и даже отправили об этом телеграмму в Харбин, но серьезных повреждений корабль не получил.
Еще через несколько минут в район ходового мостика попало два малокалиберных снаряда. Одним снарядом был выведен из строя левый зенитный автомат и ранены три человека его прислуги, второй снаряд угодил в ящик с 37-мм патронами для зенитных автоматов. С большим трудом личному составу удалось выбросить горящие патроны за борт.
Монитор и бронекатера прошли мимо японских позиций и в нескольких километрах за крутым изгибом Сунгари укрылись от наблюдателей противника. На этой позиции монитор стал дожидаться остальных кораблей флотилии. В 16 часов 17 августа к «Сунь-Ятсену» подошли основные силы 1-й бригады речных кораблей. В 16 ч. 25 мин. мониторы и бронекатера открыли огонь по селению Хунхэдао. В 17 ч. 30 мин. монитор «Ленин» под прикрытием огня других мониторов и дымзавесы с бронекатеров высадил батальон, который закрепился на берегу и повел наступление на Хунхэдао. К 23 часам 17 августа сопротивление противника в Хунхэдао было сломлено.
Сняв с берега десант, корабли продолжили движение к Саньсину. В 7 ч. 15 мин. 18 августа в Юйцзятуне к 1-й бригаде речных кораблей присоединилась 2-я бригада, которая вышла из Цзямусы 17 августа в 17 ч. 15 мин.
Утром 18 августа четыре бронекатера с десантом двинулись к Саньсину. По пути они догнали китайский или японский пароход, пытавшийся уйти вверх по реке, и потопили его артиллерийским огнем. Затем катера высадили бойцов из 632-го стрелкового полка на набережную Саньсина. Японцы вяло отстреливались, а вскоре и вообще прекратили сопротивление.
В 10 часов утра 18 августа на борт монитора «Дальневосточный комсомолец» прибыл начальник штаба 134-й японской пехотной дивизии, подполковник Фудзимото и заявил о готовности подчиненных ему частей капитулировать. 632-й стрелковый полк приступил к разоружению японских частей. Всего в Саньсине были разоружены 1780 японских солдат и офицеров. Трофеями Амурской флотилии стали 5 буксиров, пароход, 2 земснаряда, 19 барж, несколько складов с боеприпасами, топливом и продовольствием.
В 20 часов 18 августа командующий Амурской флотилией приказал отряду из восьми бронекатеров (БК-13, БК-21, БК-22, БК-24, БК-51, БК-52, БК-53 и БК-54) под командованием капитан-лейтенанта В.Н. Дорошенко идти на Харбин. Выход был назначен на 3 часа ночи 19 августа. На Харбинский рейд бронекатера прибыли в 8 часов утра 20 августа. Сопротивления японцев не было, катера пришвартовались к пристани недалеко от здания штаба японской Сунгарийской флотилии. Через некоторое время десантники привели на борт катера БК-13 командующего японской флотилией. Это был пожилой китаец в звании генерал-лейтенанта.
Вопрос о занятии Харбина довольно спорен. Фактически Харбин был захвачен еще 16 августа… местным русским населением. В Харбине было советское консульство и, кроме того, несколько советских организаций. 240 советских граждан объединились во главе с сотрудником консульства (из какого ведомства — нетрудно догадаться) Н.В. Дрожжиным и образовали отряды обороны. Основной же силой, разоружившей японцев в Харбине, стали две-три тысячи русских эмигрантов. Они взяли под охрану радиостанцию, железную дорогу, пароходы, водонасосные станции и склады.
18 августа в 19 часов на аэродроме Харбин приземлились советские транспортные самолеты. С них был высажен десант в составе 120 человек. Однако это были не ВДВ, а солдаты 20-й мотоштурмовой инженерной саперной бригады 1-го Дальневосточного фронта. Вместе с десантниками вылетел заместитель начальника штаба фронта, генерал-майор Г.А. Шелахов. Фактически это был не десант, а конвой ответственного парламентера. В 19 ч. 30 мин. на аэродроме состоялась встреча Шелахова с группой японских генералов, возглавляемых начальником штаба Квантунской армии, генерал-лейтенантом Хата.