在第六方面军对长春发起围攻的时候，北满地区的张少林所部也对齐齐哈尔一线的日军发动了进攻。
驻守该地的是上村干男的第4军，该部队原作战部署是，第123师团位于孙吴、独立混成第135旅团位于瑷珲的西岗子山口地区、独立混成第13右旅团守备嫩江、第119师团守备博克图、独立混成第80旅团守备海拉尔、第149师团守备齐齐哈尔、独立混成第131旅团守备哈尔滨。
苏军发动进攻后，上村干男向所属师团、旅团，下达了就地抗击的命令。
但是在8月10日夜，关东军对在北方的第4军的原来部署，临时作了调整，命令第4军司令部与149师团，由齐齐哈尔后移至哈尔滨。
另外，命令独立混成第136旅团，由嫩江后移至齐齐哈尔。
而已从海拉尔后调博克图之第119师团及所属步兵第253、第254、第255联队，即在该地区扼守兴安岭之要道。
防守于孙吴地区之第123师团，设其防守阵地于孙吴县城以北、铁路以西之山区，其北面是在西岗子的独立混成第135旅团，依托有良好的地下工程之坚守阵地进行防御。
在东面的霍尔莫津一带派出了269联队的第1大队，在逊河地区派出了269联队第3大队进行警戒和组织抗击。师团防御主阵地由所属3个步兵联队及炮兵等组成山区的圆形防御地带，即268联队位于主阵地之西北方；第269联队（第2大队）位于主阵地以北；第270联队位于主阵地以南地区。
第123师团与独立混成第135旅团，分别在孙吴、西岗子地区设防，阻止苏军由瑷珲经西岗子、陡沟子、大岭、嫩江、讷河而至齐齐哈尔，和由孙吴经辰清、龙镇、北安而攻向哈尔滨。
第123师团在其主阵地上除所属炮兵外，还得到了4门24公分口径榴弹炮的配属；独立混成第135旅团则得到10点5公分口径的榴弹炮6门和同口径加农炮4门的加强。
苏军红旗第2集团军在进攻开始后，一路在黑河、瑷珲附近的黑龙江西岸，攻向西岗子；一路向奇克、霍尔莫津进攻，消灭在这里的日军两个大队，接着攻向孙
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