Дважды орденоносец С. С. Вострецов получает назначение на должность помощника командира 2-й Приамурской стрелковой дивизии Я. З. Покуса. Штаб дивизии размещался в Хабаровске. Так он вновь оказался на Гражданской войне.
К тому времени японские войска покинули Приморье. Военной силой его белого правительства являлась так называемая «Земская рать» воеводы (генерала) М. К. Дитерихса, избранного «правителем Приморской области». «Граница» между буферной Дальневосточной Республикой (ДВР) и Приморской областью проходила по реке Иман близ железнодорожной станции Уссури.
После ухода японцев встал вопрос об освобождении от белых войск Приморья и Владивостока. В конце сентября 1922 года в Хабаровск прибыл с полевым штабом главнокомандующий Народно-революционной армии (НРА) и военный министр Дальневосточной Республики И. П. Уборевич. Ему поручалось общее руководство боевыми операциями.
Главная роль в освобождении Приморья отводилось 2-й Приамурской стрелковой дивизии и Дальневосточной кавалерийской бригаде. Они и составили ударную группу НРА. 4 октября дивизия Я. З. Покуса главными силами перешла в наступление вдоль линии железной дороги.
Другая группа советских войск в составе Отдельной Дальневосточной кавалерийской бригады и 5-го Амурского стрелкового полка под командованием помощника командира дивизии С. С. Вострецова обходила группировку белых войск генерала В. М. Молчанова слева, то есть со стороны тайги. Позднее эту группу усилили Троицкосавским кавалерийским полком, 4-м Волочаевским стрелковым полком и дивизионной школой младшего комсостава. В тылу белых действовали отряды приморских партизан, численность которых доходила до 5 тысяч, под командованием М. П. Вольского.
Самый сильный бой разгорелся у железнодорожной станции Свиягино, куда прибыли воинские эшелоны из Спасска и Владивостока. Перед рассветом 6 октября части генерала Молчанова нанесли по красным контрудар. Но расчет на внезапность атаки не оправдался: атаки белых отражались одна за другой. К полудню стало казаться, что атакующие вот-вот возьмут верх. И тут стало известно, что обходная колонна Вострецова заняла деревню Васильевка в девяти верстах к юго-востоку от железнодорожной станции.
После упорного боевого столкновения у Свиягино генерал В. М. Молчанов отвел белые части в Спасский укрепленный район, построенный еще японцами в 1921 году и рассчитанный на гарнизон до 40 тысяч человек. Его основу составляли 7 фортов долговременного полевого типа, соединенные окопами с блиндажами в два ряда и прикрытые 3–5 рядами колючей проволоки. Фланги укрепрайона прикрывались, с одной стороны, озером Ханка, с другой стороны – тайгой и отрогами Сихотэ-Алиньского хребта.
Спасский укрепрайон обороняла молчановская Поволжская группа (около 1800 штыков, 700 сабель, 28 пулеметов, 9 орудий). Это были хорошо известные по истории Гражданской войны в Сибири каппелевцы. По другим данным, Поволжская группа под Спасском состояла из 2347 штыков и 685 сабель при двух бронепоездах. Белые имели ограниченный запас патронов и особенно снарядов.
Для штурма Спасска командование Народно-революционной армии ДВР выделило из состава 2-й Приамурской дивизии (1-я Приамурская дивизия находилась в оперативном резерве) ударную группу в составе двух колонн:
Первой (правой) колонной Я. З. Покуса ставилась задача атаковать укрепленный город с севера и северо-запада. В ее состав входили: 6-й Хабаровский стрелковый полк (он наступал по линии железной дороги), кавалерийский дивизион, две артиллерийские батареи, бронепоезд.
Второй (левой) колонне С. С. Вострецова приказывалось атаковать Спасск с южной стороны. Колонна состояла из двух стрелковых полков – 5-го Амурского и 4-го Волочаевского, бронепоезда.
Отдельной Дальневосточной кавалерийской бригаде ставилась задача не допустить отхода разгромленных белых войск на юг, к Владивостоку по железной дороге. Была установлена связь с партизанскими отрядами, которым предстояло действовать на вражеских коммуникациях.
Штурм Спасска стал апогеем борьбы за Приморье в Гражданской войне. Штурм его укреплений начался до рассвета дня 8 октября, в 5 часов, когда ночная темень еще покрывала землю и подступы к городу. Атакующие цепи 6-го Хабаровского стрелкового полка в предрассветных сумерках прорвались к форту № 1, но овладеть им не смогли. Пушечный огонь и пулеметные очереди в упор заставили их отойти.
Не легче пришлось и колонне Вострецова. Атакующий удар стрелков 5-го Амурского полка между фортами № 2 и № 3 успеха не принес: молчановцы не дремали. Командир колонны сам находился под огнем, своим личным примером подбадривая бойцов. Трудно, казалось, почти невозможно, преодолеть отлично простреливаемую широкую полосу проволочных заграждений. Вострецов понял, что бросать в таком положении батальоны в новую атаку – значит губить людей и не выполнить боевую задачу.