接到佳木斯求救的電報後，鄰近的日偽軍立刻趕來救援，其中實力較強的主要有寶清的關東軍騎兵第3旅團以及密山的第11師團，兩者距離佳木斯的路程相差無幾，但騎兵的速度更快，卻反而因此被抗聯打了個時間差，一頭鑽進了徐向前以主力十幾萬人布下的大「口袋」.\\
其實作為關東軍的騎兵旅團，日軍騎兵第3旅團的實力還是很強的，它甚至還下轄了一個戰車隊，一共有24輛坦克和裝甲車，可他們卻不幸地對上了歷史上被嚴重低估了的軍事天才徐向前，加之雙方的兵力差了足足二十多倍，結果也就顯而易見了。
由于北滿根據地的兵工廠已經能夠生產利用空心裝藥原理破甲的反坦克槍榴彈，相當一部分官兵也都學習過反坦克戰術，加之騎兵第3旅團的坦克裝甲車數量本來就根本不足以沖垮十幾萬大軍，因此很快就被消滅，其中損壞不太嚴重的十幾輛坦克與裝甲車都被抗聯官兵想方設法運回了北滿的兵工廠進行維修，最終有5輛坦克與3輛裝甲車被完全修復，抗聯從此也有了自己的裝甲部隊，盡管由于沒有制空權、與日軍裝甲部隊相比又眾寡懸殊的緣故，用起來一直都是小心翼翼，以偷襲打悶棍居多，雖然交換比非常好看，卻也因為其「猥瑣」的打法而被後來十五集團軍派來支援的裝甲兵們笑話
消滅日軍騎兵第3旅團5000多人之後，徐向前又馬不停蹄地指揮主力會同正在阻擊敵軍的部隊對日軍第11師團形成了合圍，這個師團雖然名氣不大，但畢竟也是精銳的日本陸軍常設師團，徐向前雖然下了將其全殲的準備，卻也作好了部下傷亡五六萬人的心理準備。但令他意外的是，帶兵出戰的第11師團師團長渡久雄中將于大戰爆發前夕突然病倒（據歷史記載，此人于1938年12月突然同時罹患猩紅熱與肺炎，不到半個月就死掉了）不能理事，令第11師團軍心動搖、士氣驟降。
徐向前雖然不清楚此事。但敵軍比自己預計的要弱總不是什麼壞事，反應迅速的他當即命令部隊加強攻勢，在一天之內斃俘日軍18000余人，取得了渡江之後的第二場大捷（對于奪取據點但殲敵不多的戰役，赤色黨一向不會太看重。）。而抗聯卻只犧牲了七千多人（總傷亡3萬余人）。
這時。由牡丹江的關東軍第5軍司令部派出的部隊卻因為抗聯工兵部隊埋下的幾萬顆地雷而步履維艱，繞過雷區不走交通線的話行軍速度快不起來，可如果讓工兵一路排雷的話那就只會更慢。而他們這麼一耽擱，徐向前很快就騰出了手來。第5軍剛剛組建不久，部隊還沒配齊，野戰部隊僅有現在已經被抗聯滅掉的那兩支，因此在接到佳木斯日軍的求援後，第5軍司令部一時間只能以駐守牡丹江的守備部隊加上部分在鄉軍人臨時組成特遣支隊趕往佳木斯救援。
這支部隊的戰斗力和火力都很顯然不能與鬼子精銳的野戰部隊相比。兵力也不過1萬多人，本來就是打著與那兩支部隊合力的心思才派出來的，可是現在那兩支更加精銳的野戰部隊都被滅了，他們自然不敢再繼續前進，連忙向司令部發出電報請求撤回牡丹江。但是關東軍第5軍司令部卻低估了抗聯的實力和徐向前的能力，他們認為抗聯消滅總兵力幾近3萬人的兩支精銳野戰部隊之後必定損失巨大，因此繼續催促特遣支隊向佳木斯進軍，以挽回敗局。結果這支部隊很自然地羊入虎口，抗聯輕松地取得了渡江之後的第三場大捷。也將連續殲敵人數增加到4萬以上，而且偽軍與偽警察還沒計算在內
此役過後，牡丹江守軍的兵力已經銳減到幾千人，若非哈爾濱的第4軍及時將精銳的第1師團派來，日本第5軍司令部就只有棄城逃跑了。雖然鬼子崇尚戰斗到zuihou一人，但軍司令部被抗聯這樣的「非正規軍」端掉只會帶來更大的恥辱。值得一提的是，本來第4軍司令部是打算派第4師團前去救援的，結果第4師團突然「疫病流行」。于是只能派第1師團出去了
縱使抗聯因為戰爭的磨礪與連勝的激勵而愈戰愈強，但是一個日軍常設師團的實力依然不可小覷。如果是野戰，徐向前或許還有將其殲滅的雄心，但是攻堅的話，即便他對于攻堅同樣擅長，缺乏重武器的抗聯也幾乎不可能有得手的希望。除了城防的幫助，抗聯越是向西進軍，距離日軍控制的偽滿核心區域就越接近，日軍飛機的威脅也會直線上升，對于目前兵力已經相當龐大、隱匿十分不易的抗聯主力部隊來說，這個威脅是斷然不可忽視的
雖然無力繼續深入淪陷區，但是渡過松花江的抗聯官兵也沒有馬上返回北滿根據地，除了留下幾百名武工隊員四散出去嘗試在三江平原南部建立游擊區之外，徐向前這些天里的主要工作還是像當年紅軍時期外線作戰時一樣就地擴軍籌款，也是依靠在敵佔區征召過來的萬余兵員，抗聯主力渡江之後雖然折損不少，但也多少獲得了一定的補充，因而建制還算完整。
不過，雖然形勢一片大好，但徐向前對在松花江以南的平原地區建立穩固的根據地，暫時還是不敢寄予太大的希望，否則他也不必利用冬天松花江封凍的機會，盡可能地將當地的人口遷往北滿根據地了。
之所以對在這一帶建立根據地沒有信心，一方面是因為東北發達的鐵路交通與相對稀疏的人口密度，想在無險可守的平原地區堅持游擊戰的難度極大，尤其是後者最為要命。另一方面則是深知關東軍真正的實力有多麼強大，據抗聯現在掌握的情報，關東軍即使這段時間連遭敗績，總兵力依然超過了40萬人，而且還在不斷獲得增援
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