1932年10月1日东北民众救国军誓师通电后，苏炳文与总司令部立即行动，指挥部队向省城齐齐哈尔进攻。步兵第二旅第一团，由嫩江下游渡江进攻昂昂溪；步兵第一旅第六团，担任正面作战，计划沿铁路经嫩江桥直逼齐齐哈尔。不料，日军侦知海满地区有变，急调长谷部到嫩江东岸警戒，为阻止救国军渡江，已于10月1日破坏了富拉尔基江桥，并派飞机数架到扎兰屯、海拉尔上空侦察。3日，日军兵力部署就绪，在炮火的配合下渡江西犯，驻守在富拉尔基江边的救国军第六团一营顽强阻敌，敌军遗尸12具缩回江东岸。5日晨，敌人第二次偷渡又被击退。
6日拂晓，日军六七百人在飞机、大炮的配合下，乘橡皮船强行渡江。当即遭到救国军的迎头痛击，在紧急关头，救国军又急调两营增援，奋勇血战达4小时之久，击沉敌船数只。终因寡不敌众，退守富拉尔基。
富拉尔基在嫩江的西岸，是海拉尔、满洲里地区的门户。日军妄图西犯海满，义勇军则要夺回省城齐齐哈尔，富拉尔基自然是争夺的焦点。
10月7日，日本关东军急调第十四师团所属步兵第二联队、骑兵第十八联队等组成由中山建大佐为支队长的中山支队，从齐齐哈尔西南桦木港偷渡嫩江，并于次日迂回进攻富拉尔基。救国军以一团兵力阻击朱家坎东部常川地房子村的日军。敌人占据村中的高墙和炮台，在飞机的掩护下向救国军发起猛烈进攻。救国军官兵杀敌心切，攻到距敌二三百米处与敌近战。双方死伤甚重，各自向后撤退。9日，日军中山支队乘虚占领富拉尔基。
10月10日以后，每日都有大小数次局部冲突。期间，日军竟灭绝人性地施放毒气弹，使前线救国军多数受伤。对此，苏炳文通电北平，向日军提出严正抗议，向全世界人民揭露日本帝国主义的野蛮罪行。
东北民众救国军在海满地区的抗战，吸引了大批日伪军，使马占山远在龙门有了充分的休整时间，他重新组织兵力，对日军发起了新的攻势。马占山于9月中旬突出重围到达龙门后，正是苏炳文筹备起义组建东北民众救国军期间。苏炳文派人与马占山部建立了联系，双方相约协同作战，夺回省城齐齐哈尔。为此，马占山重整兵力，除原有的第一、二、三军外又组编了第四、五、六军，筹划进攻省城齐齐哈尔。他确定组成四路大军围攻省城齐齐哈尔；东路，以邓文领导的第一军为主，攻占安达镇；西路，由苏炳文、张殿九部进攻富拉尔基；南路，由第三军李海青部攻打昂昂溪；北路为主攻部队，由马占山亲自督率第四军徐海亭和南廷芳、韩玉禄等各路义勇军攻占拉哈站，然后沿齐克路南下，会同东、西、南各路围攻省城齐齐哈尔；为防敌人从哈尔滨方面增援，才洪猷部在中东路沿线截击敌援，以为策应。
拉哈火车站位于齐齐哈尔以北，是齐克线的一个重要车站，日军小泉联队2600余人驻守于此。马占山率义勇军于10月20日到达拉哈站附近，为切断敌人的后路，21日将杨大屯以西30华里铁路破坏，并包围了拉哈站，向日军发起猛烈的攻击。由于敌人火力甚强，义勇军无重武器，激战至28日未克。31日义勇军用大车木轴自制“木炮”轰垮了车站楼房，又往地窖内注入煤油点火焚烧。正当义勇军拟全歼守敌夺取车站之时，由日军4000人和伪军一旅组成的援军赶到，对我军形成包围之势。此时，义勇军官兵已鏖战21昼夜，伤亡、疲劳过甚，遂于11月10日撤离车站。整个战斗歼敌600余人。
10月中旬，驻拜泉的马占山旧部朴炳珊经苏炳文联络，再次举兵抗日，并就任东北民众救国军东路总指挥，后兼东北民众救国军副司令，在10月下旬率部连续攻克泰安、克山等县城，切断了齐克路，给敌人以沉重的打击。
东路邓文部义勇军，在10月下旬沿中东路攻打安达县城，歼敌100余人，占领了县城。这时，日军及伪军檀自新部等反扑，企图夺回县城。檀自新原系邓文的部下，邓文闻讯，立即派参谋长前去策反，檀自新当即应诺，并杀了日军少佐北部帮雄，率部起义。在檀自新部的配合下，邓文部义勇军激战五昼夜，歼敌300余人，攻克安达火车站，又沿中东路北上直逼省城齐齐哈尔。
南路李海青部，于10月下旬向昂昂溪发起进攻，经过苦战，于11月初占领了昂昂溪车站。并与苏炳文直接联系，准备攻取齐齐哈尔。
西路军，张殿九旅长亲率三个团攻克了富拉尔基，正欲向齐齐哈尔进军。
正当各路义勇军不断进展，形成围攻省城齐齐哈尔之势之时，11月中旬，日军从南满、吉东等地抽调大批兵力，统归第十四师团长指挥，向黑龙江义勇军发动了空前的攻势。日军援军首先包围了昂昂溪附近的李海青部。李海青率部奋力反击，突出重围，伤亡四五百人，返回大兴一带。随后，日军又向富拉尔基的苏炳文、张殿九部反扑，东北民众救国军奋勇阻敌三昼夜，损伤严重，为防止被敌人包围，不得不退守朱家坎。与此同时，朴炳珊部在泰安强敌攻击，退守讷河。邓文部后方基地拜泉遭日军攻击，邓文唯恐拜泉有失率主力回防。至此，黑龙江义勇军围攻省城之战遂告失败。