Вечером 12 августа 4 ТКА под командованием командира дивизиона капитан 3-го ранга Кострицкого разведали порт Сейсин, но противника не обнаружили. Первоначально планировалось десантировать в этот порт 3 3 5-ю стрелковую дивизию, но военный совет 1-го Дальневосточного фронта эту высадку отменил. Тогда командующий ТОФ адмирал Юмашев добился разрешения главкома войск на Дальнем Востоке маршала А.М. Василевского захватить Сейсин силами флота. Тем более казалось, что если сопротивления в Юки и Расине не оказано, то и в Сейсине его не будет, а сам порт брошен японцами. Для высадки планировалось использовать находившуюся в резерве командующего флотом 13-ю бригаду морской пехоты. (Сейсин — последний порт в операционной зоне флота, и держать бригаду в резерве не имело смысла.)
Расчеты на отсутствие сопротивления не оправдались, японцы оказали упорное противодействие высадке. В боевые действия последовательно были введены части морской пехоты и сухопутных войск (140-й разведотряд и рота автоматчиков, рота 60-го отд. батальона, 355-й отд. батальон морской пехоты, 13-я бригада морской пехоты с приданными частями и 355-я стрелковая дивизия, находившаяся в Находке). Стрелковую дивизию, из-за минной опасности, пришлось перебрасывать на транспортах на Русский остров, где перегружать на десантные корабли, которыми доставлять в Сейсин. Передовые части десанта с 12 августа ввелись в бой в городе. Японские части противодесантную оборону строили на опыте боев против американцев, где основные силы были оттянуты от уреза воды, а десант должен быть опрокинут во время высадки. Поэтому бои завязались уже после того, когда десантники Леонова и пулеметная рота 60-го батальона высадилась в городе. Сдерживая ожесточенный натиск японцев, им, соединившись с 355-м батальоном морской пехоты майора Бараболько, удалось сохранить плацдарм (1,5 x 2 км), на котором 15 августа десантировалась 13-я бригада морской пехоты.
Во время перехода десанта морем радиоразведка флота и подводная лодка «Щ-127» обнаружили отряд кораблей японцев, следовавший в район высадки (КР и 4 фрегата). Для прикрытия десанта в море были высланы 2 ПЛ типа «С». По предложению начальника связи капитана 1-го ранга ГА Смирнова передали открытым текстом в эфир приказание об атаке ОБК с точным указанием координат отряду легких сил (КР и ЭМ), авиации и ПЛ, а следом шифром — приказ об отмене удара. Радиоразведка обнаружила увеличение радиообмена между Майдзуру и кораблями в море, после чего наблюдался уход в ОБК в Гензан. Авиаразведка, проведенная с запозданием, кораблей не обнаружила. После высадки 15 августа бригады инициатива перешла в наши руки. При её перевозке, на переходе морем, подорвались на минах транспорты «Ногин» и «Дальстрой», оставшиеся на плаву. Утром 15 августа, наконец, был назначен командующий всеми силами десанта генерал-лейтенант СИ. Кабанов, который кроме всего прочего получил в свои руки управление авиацией в районе боя.