进攻穆棱河火车站北面的俄军也是差不多和西面俄军同时收到南线俄军失败的消息，主将第35师师长托布尔金斯基少将也是同样决定连夜撤退，不过北面的俄军毕竟是在穆棱河东岸，虽然穆棱河的河水不深，但这深更半夜的，仍然是渡河不利，因此托布尔金斯基决定是撤回到十长岭，和北线的俄军第9师，以及第2旅汇合再说，毕竟这一来俄军将有近3.2万的兵力，托布尔金斯基也决得蹋实了不少。
不过等到双方汇合时已是深夜10点多了，想连夜撤退是不可能的，因此俄军的主将第9师师长凯尔谢里曼中将决定等明天一早再撤军。
那知第2天一早，一直和俄军对持的人民军海军陆战队第2师突然向俄军发动了进攻，而且攻势相当凶猛；在穆棱河火车站方向，装甲列车也开动火炮，向俄军轰击。
凯尔谢里曼当然知道，人民军这是要拖住自己，等着南线的军队赶来然后合围歼灭自己，因此当然是不能被人民军拖住，于是凯尔谢里曼下令，命第2旅留下来断后，阻击人民军，其余军队仍然依计划撤退。
第2旅斯特帕诺夫少将接到命令之后，差点当场就翻了脸，因为谁都知道，这个时候留下来断后的军队是九死一生，但毕竟是军纪难违，因此只能免强接受了命令。
布置了断后的军队，凯尔谢里曼立刻指挥大军向西撤退，在上午9点左右的时候，俄军退到了穆棱河边，虽然人和马都可以徒步涉水过河，但现在俄军是有两个师部，火炮、辎重等足有200余车，这些车辆当然不能涉水过河，必须在河面架桥。不过穆棱河并不宽，河水也不深，因此架桥也花不了多少时间，两个小时就差不多够了，于是凯尔谢里曼一边下令俄军分批次涉水过河，一边又命工兵在河面上架设木桥，好让火炮、辎重等车辆过河。
穆棱河虽然不深，但也不是所有河段都能徒步过河的，有些河段的水深也超过两米，因此需要先派人下水试探，选择可以渡河的河段。
就这样大约1个小时后，俄军找到了2个渡河的河段，并且渡过去约1个团的军队，桥也搭好了大半，而就在这时，凯尔谢里曼收到报告，负责断后的第2旅被人民军击败，现在己向俄军渡河的地点败退下来。凯尔谢里曼听了也不得大惊，赶忙登上河岸边的一个小土坡，放眼看去，果然见2、3公里外，无数的俄兵正在向河边行进，不过毫无队列阵型，显然是败军，而且仔细倾听，还能隐约听到枪声。
原来俄军第2旅留下来断后本来就是不情不愿，因此军队的士气也都极为低落，而且俄军撤退时，将大部份火炮都拉走了，也更是削弱了第2旅的战斗力，而人民军也知道俄军主力逃走，于是加强了攻势，力图尽量击败断后的俄军，去追击俄军的主力。
加上这里的人民军和俄军对持了几天，都沒有发生大规模战斗，看着其他战场的人民军纷纷取胜，自然也是求战心切，现在终于得到了出战的机会，自然是人人奋勇，斗志旺盛，结果第2旅连1个小时都没有守住，就被人民军攻入阵地，旅长斯特帕诺夫少将本来就无心死战，见势不妙，就立刻下令撤退，心里还估摸着这时俄军大队应该己经渡过了穆棱河。而人民军追着俄军后面，一路就像穆棱河边赶了过来。
凯尔谢里曼走下了土坡，招集托布尔金斯基及参谋们商议在河岸边布置阵地，阻击人民军的计划，但就在这时，只听“轰轰”几声，几发炮弹落到河中爆炸，激起了数米高的水柱，好在是炮弹的落点并不是渡河的河段，只是激起的水花淋到不少俄兵的身上，不过这也让俄军上下都紧张起来，这是那里来的炮弹？
还不等俄军上下反应过来，紧接着炮弹接二连三的连绫落下，有的落到河水中，有的落到河岸边，而这次有不少炮弹是落到河里岸边的人群中，有俄兵被炸死丧命，而俄军顿时也都慌乱起来，岸上的俄兵向河里猛涌，也不管是不是可以渡河的河段；而河里的俄兵则加快了过河的速度，只想早些上岸；架桥的工兵也都停止了工作，有的在观望，有的干脆跳进河水里，向对岸连游带凫；还有不少士兵干脆把枪丢掉，好轻装上阵过河，而凯尔谢里曼、托布尔金斯基等人也指挥不灵了。
而就在这时，只见从穆棱河西岸的树林中杀出了无数的战马，马背上的骑士挥舞着马刀，向岸边的俄军冲杀过来，从军服样式上看，显然就是人民军的骑军。而沿着穆棱河两岸，各自出现了3辆奇形怪状的车辆，无马驴牵引自行，而且车上显然是安装了机枪，不仅向穆棱河西岸的俄军射击，同时也隔着穆棱河，射击东岸甚致是还在河水里的俄军。
原来得知北线俄军撤退的消息之后，罗岳意识到必须要堵住俄军撤退的线路，因此下令出动飞机在空中侦察俄军的行军路线，确定俄军渡河的地点，又命北林站的骑军团和猛士车队出击，在穆棱河西岸拦截俄军，另外每辆装甲车还带一个100迫击炮小组，当然成员压缩到只有3个人，毕竟炮弹可以装在猛士车上。并且要求必须在一个小时以内赶到俄军渡的地点。
北林站距离俄军渡的地点差不多有50多公里，对于猛士装甲车来说，当然不会有太大问题，虽然猛士车因增加装甲降低了速度，但跑出5、60公里的时速还是绰绰有余的。而骑军团并没有参加昨夜围歼撤退俄军的战斗，因此人马得到了比较充份的休息，而且人民军在北林站还缴获了俄军3000余匹战马，可以给骑兵们一人配双马，这样也就可以加快骑兵的行进速度。
果然骑军团和猛士车队出击之后，在一个小时内赶到了俄军的渡河地点，这时俄军已经开始渡河了，因此人民军也立刻开始布置，首先在距离河岸2-3公里的高地上布置迫击炮阵地，并留下3辆猛士车帮他们运送炮弹、转移阵地，另6辆猛士车则分成两批，沿河岸突击，这样不仅可以打击本岸的俄军，而且还能打击正在渡河或是对岸的俄军；而骑兵团则隐蔽在河岸附近的丛林里，从正面突击俄军。
布置好了之后，首先由迫击炮部队对俄军展开远程打击，打乱了俄军的阵脚，随后骑兵和猛士车杀出，这时俄军只渡过河一个团的兵力，而且根本没有想到人民军会在这边的河岸发起进攻，不仅没有布置防御阵地，过了河的士兵们都没有重新列队，而是在忙着生火烤衣服。现在己是9月底的时候，虽然还没有进入冬季，但气温也不高，而且东北地区本来就要比关内冷一些，自然不能长时间穿着湿衣服。
结果面对人民军骑军的突击，俄军几乎毫无阻挡之力，因此转眼之间人民军的骑军就冲入俄军之中，挥刀猛砍，骑兵一但冲到步兵的近前，自然就是步兵的恶梦了，只要骑兵借助战马的冲力，顺势挥刀就可以轻易的砍杀俄兵，还有些俄兵甚致直接被人民军的骑兵冲倒，还有人民军的骑兵在马上用96手枪向俄兵射击，顿时将杀得俄兵伤死无数，尸横遍地。尽管也有少数俄兵奋力的抵抗，有的举枪射击，有的奋力扑上马背和人民军的骑兵搏斗，但毕竟是人数太少，改变不了大局。
而在开始的时候，猛士车还向本岸的俄军射击，但随后人民军的骑军和俄军缠斗在一起，而且占据了明显的优势，因此猛士车也就调转了枪头，主要射击河中和对岸的俄军，迫击炮也将打击的目标放到河对岸。这时河中几乎全是俄兵，还有大量的俄兵挤在岸边正准备下河，正好都成了人民军的活靶子，只打得俄兵伤亡惨重，血流成渠，由其是在河水中，更是浮尸无数，就连河水都染红了。
还没有下河的俄兵都赶忙纷纷后撤，找地方躲避，但就在这时，海军陆战队2师已追击到河岸边，向俄军发动了进攻。而这时俄军本来就己经大乱，那里还有能力来抵抗人民军的进攻，只能四散奔走，夺路逃命。
不过人民军虽然占尽了优势，但毕竞人数少于俄军，无法对俄军形成包围，因此有不少俄军趁着这个空子，从战场上逃离，其中也包括俄军的两名师长凯尔谢里曼、托布尔金斯基以及一众参谋人员。
但时间不长，从北线赶来的人民军第1军第1、6师赶到了战场，迅速的展开了兵力，组成包围圈，将俄军包围起来，并且还分派兵力，去追击从战场上逃离的俄兵。这一来人民军在兵力也占据了绝对的优势，被包围的俄兵也只能举手投降。
战斗一直进行到中午12点左右时基本结束，除了少量俄军逃走之外，其余不是阵亡就是投降，而人民军又一次取得了胜利，并且基本歼灭了北线的俄军。至此，三个战场的俄军均被人民军所歼灭，人民军已经确定取得了这场穆棱河之战的胜利。