В районе города Маньчжурия, доносил С. С. Вострецов, «оборона кольцевая, хорошо развита. Впереди окопов искусственный ров, местами заложены фугасы. Отдельные участки и опорные пункты усилены проволочными заграждениями».
Такая же оборона была и в районе города Чжалайнор. Однако это не испугало Блюхера. Он решил разбить противника по частям. Основной удар наносился по Чжалайнорской группировке противника с последующей ликвидацией его в районе города Маньчжурия. 5-я Кубанская кавалерийская бригада К. К. Рокоссовского с двумя батареями дивизионной артиллерии направилась в обход сильно укрепленного города Чжалайнор. На время операции под Чжалайнором Блюхер приказал «одним батальоном 63-го полка с артиллерией и бронепоездами сковать район г. Маньчжурия, остальные подразделения 63-го полка, усиленные артиллерией, обходом с юго-запада отрезают пути отхода Маньчжурской группы в южном направлении… Вся операция должна привести к полному пленению живой силы и захвату материальной части противника при малых жертвах с нашей стороны».
На рассвете 17 ноября советские войска перешли в наступление. Два полка 36-й стрелковой дивизии и танковая рота с артиллерийским дивизионом под командованием командира дивизии Е. В. Барановича сбили подразделения китайских милитаристов и к вечеру вышли к окраине города. Там и остановились на ночь, готовясь к штурму Чжалайнора.
Наибольших успехов в этот день достигли 35-я стрелковая дивизия под командованием П. С. Иванова и 5-я отдельная Кубанская кавалерийская бригада во главе с К. К. Рокоссовским. Наступая из станицы Абагайтуевской, бригада переправилась по льду через Аргунь и вышла к железной дороге. Затем Рокоссовский двинулся к Мутной Протоке, с двумя полками переправился на западный берег реки, отрезав пути отхода противнику на юг. В течение всего дня враг неоднократно пытался прорваться, но кавбригада отразила все его атаки. Даже белокитайцы вынуждены были признать высокую боеспособность кавалерийской бригады. В обзоре боевых действий за день они писали: красные «заняли наши позиции, расположенные южней железной дороги, и нам пришлось отступить, так как противник храбро и быстро наступал, имея хорошее вооружение, большой запас снарядов, технических частей и хорошее настроение бойцов».
35-я дивизия охватывала чжалайнорские укрепления с востока. На подступах к станции Чжалайнор завязался упорный и затяжной бой. Только к вечеру станция была занята. К концу дня удалось окружить также и Маньчжурскую группировку противника.
18 ноября бой возобновился. Утром авиаразведка установила, что на пути к станции Цаган движутся воинские эшелоны с пехотой, а вдоль железной дороги— большие колонны конницы. Опасаясь подхода подкреплений, В. К. Блюхер приказал оставить заслон на разъезде Аргунь, а остальным частям немедленно атаковать город Чжалайнор и овладеть им.
После интенсивной артиллерийской и авиационной подготовки 108-й полк 36-й стрелковой дивизии, кавалерийская бригада Рокоссовского и танковая рота стремительно атаковали позиции врага с юго-запада. Встреченные сильным ружейно-пулеметным огнем, они сломили сопротивление врага. На улицах Джалайнора завязался бой. Кавалеристам пришлось спешиться. К вечеру город был полностью очищен от противника.
19 ноября войска Забайкальской группы заняли исходное положение для штурма укреплений города Маньчжурия. Почувствовав опасность, белокитайцы решили прорваться одной группой на восток, второй — на юг. Маневр врага первой группы был отвлекающим. Основные силы белокитайцев пытались прорваться на юг, однако попали под сокрушительный удар кавалерийской бригады. Конными атаками 73-го и 75-го полков и действиями спешенных подразделений при поддержке артиллерии, доносил К. К. Рокоссовский, группа противника была уничтожена, и лишь незначительная часть ее ушла в сопки.
20 ноября советские части вступили в город Маньчжурия. Гарнизон неприятеля капитулировал.
Желая прекратить дальнейшее кровопролитие, В. К. Блюхер обратился к офицерам и солдатам 1-й пехотной и 3-й кавалерийской бригад противника, двигавшихся на помощь Чжалайнору, с призывом сложить оружие. В своем воззвании он писал, что основные силы белокитайцев разгромлены, а остатки их во главе с командующим и его штабом сдались в плен, что Красная Армия защищает и впредь будет защищать права Советского государства. В целях избежания лишних потерь командарм предлагал сдаться в плен, «как это сделал генерал Лян, сохранив жизнь всем офицерам и солдатам, находящимся ныне у нас живыми и в полной безопасности. Условия: сложить и сдать все оружие… Красная Армия гарантирует жизнь и безопасность всем китайским офицерам и солдатам».