В результате боя была уточнена система укрепленных позиций, расположение огневых точек. Это дало возможность Блюхеру на следующий день перегруппировать войска и подготовить их к новому наступлению. К вечеру 11 февраля были восстановлены железнодорожные мосты и к фронту подтянулись бронепоезда.
Одновременно главком потребовал от Н. Д. Томина, разбившего противника на правом фланге и освободившего опорные пункты Верхне- и Нижне-Спасское, «самым решительным образом прийти на помощь Сводной стрелковой бригаде… и нанести удар в тыл волочаевской группе противника. Удар должен быть скорым и решительным».
На рассвете 12 февраля три орудийных выстрела бронепоезда № 9 послужили сигналом для новой атаки. После часовой артиллерийской подготовки бойцы в едином порыве бросились на штурм. Атакующие цепи приблизились к окопам противника. Падали убитые и раненые. На смену им устремлялись свежие подразделения. Вражеские бронепоезда обрушили на них ураганный фланговый огонь. Тогда на помощь пехоте пришли артиллеристы. Они заставили неприятельские бронепоезда отступить. И тогда бронепоезд № 8 стремительно двинулся вперед, ворвался в расположение противника и открыл огонь из всех видов оружия. Противник растерялся. Этого только и ждали бойцы, штурмовавшие Волочаевку. Они поднялись и ринулись в атаку. По фронту прокатилось громкое «ура». Преодолев все препятствия, красные воины ударили в штыки.
Одновременно обходная колонна Н. Д. Томина вышла в тыл врага и подожгла деревянный мост в нескольких километрах от Волочаевки.
В оперативной сводке полевого штаба НРА за 12 февраля говорится, что «Сводная стрелковая бригада, окружив к вечеру 11 февраля Волочаевку, сегодня перешла в решительную атаку, действуя на правом фланге 6-м и 3-м стрелковыми полками, и одновременно ударом 4-го кавалерийского полка со стороны Даниловки в 11 час. 32 мин. заняла Волочаевку. Сопротивление было настолько велико, что наши части, бросаясь на укрепления противника, расстреливались картечью, повисая на проволоке».
Преследуя противника, части Народно-революционной армии 14 февраля освободили Хабаровск. Деморализованные остатки бывшей белогвардейской армии двумя группами — по Уссурийской железной дороге и по долине реки Уссури уходили в Приморье под защиту японских штыков.
Много поздравительных телеграмм получили герои Волочаевки. «Преклоняясь перед памятью погибших, восхищены героизмом живых, шлем пламенный привет и поздравления с возвращением Хабаровска всем доблестным бойцам и их вождю, оправдавшим доверие Республики. Председатель Совета Министров ДВР Никифоров». «Реввоенсовет Сибири, — говорилось в другой телеграмме, — поздравляет доблестные части Народно-революционной армии со взятием Хабаровска».
За беспримерную доблесть, стойкость и отвагу, проявленные в боях под Волочаевкой, 6-й стрелковый полк, бронепоезд № 8 и наиболее отличившиеся воины были награждены орденом Красного Знамени. 6-й, впоследствии 4-й, полк стал именоваться Волочаевским.
Среди награжденных был военком сводной стрелковой бригады В. Г. Трегубенков. Он был удостоен ордена за то, что в бою «под станцией Волочаевкой 12 февраля 1922 года, когда наши части под покровом ночи подошли к первому ряду проволочных заграждений, он, личным примером увлекая за собой бойцов, невзирая на яростный огонь противника, бросился на проволочные заграждения, чем способствовал успеху наших частей на этом участке боя».
Беспримерные мужество, героизм и выносливость бойцов и командиров НРА В. К. Блюхер отметил в специальном приказе: «Я был свидетелем того революционного порыва, стойкости и мужества, с которыми вы держались под бешеным натиском наших врагов в течение трехдневного боя под Волочаевкой. На морозе, без горячей пищи, с куском замерзшего хлеба в кармане, под ураганным пулеметным и орудийным огнем вы грудью прорвали проволочные заграждения цитадели и наконец своими стремительными, всеразрушающими атаками выбили противника из его укрепленного гнезда… Я затрудняюсь выделить доблесть какой-нибудь отдельной части: геройски боролись и самоотверженно глядели в лицо смерти все… Одно могу сказать, что беззаветную преданность делу революции и Республике, нечеловеческую выносливость, редкую доблесть, мужество, величайшее самопожертвование и революционный порыв проявила армия при выполнении возложенной на нее трудовым народом боевой задачи…»
В ожесточенных боях под Волочаевкой войска НРА потеряли 550 человек убитыми и около 1200 ранеными и обмороженными. Для увековечения памяти павших в бою за Родину героев военный министр ДВР В. К. Блюхер приказал всех, кто с беззаветной доблестью погиб в жестоком бою под Волочаевкой, похоронить в общей братской могиле на вершине сопки Июнь-Карань. «Пусть последнее место успокоения красных орлов постоянно напоминает всем гражданам нашей республики о славной странице борьбы Народно-революционной армии и воодушевляет бойцов на новые подвиги к достижению нашей исторической, революционной цели на Дальнем Востоке»[15].