其实俄军也没有越过警戒线太多，因此很快就都退出了警戒线，但人民军的炮击却没有停，追着俄军继续打，一直到俄军退出了2000多之后才停，而就是这一轮炮击，俄军的伤亡就达到了500余人。
而俄军的指挥官米加洛夫也是又惊又急，俄军到也不是没有打过败仗，但却确是从来没有吃过这种哑吧亏，没想到人民军真做到了越线就打。而自己当然不能吃这个闷亏回去，这个面子必须要找回来，因此米加洛夫立刻下令，向人民军的阵地发动进攻。
米加洛夫不是不知道俄国和华东政府达成了以十里河为分界的协议，但和人民军的将领一样，在俄军里面，没有人把这份协议当一回事，毕竟只要是实力允许，俄国的野心，是决不会止步于十里河的。
而俄军发动了进攻，人民军自然也不会客气，各种步枪，机枪、掷弹筒、迫击炮、火炮全都是火力全开，向俄军展开了猛烈的打击。火力之密集，比以前交手的日军更是有过之而无不及。
俄军本来是追击日军，轻装上阵，根本没有带火炮等重武器，因此尽管人民军并没有构筑防御阵地，但也不是只靠步枪就能攻破的，何况俄军的战斗意志也不强，进攻只维持了不到20分钟，就经不住人民军的打击，退了回来。
而人民军趁着俄军败退，发动对俄军的反冲锋，由于人民军有迫击炮协同步兵作战，俄军又是第一次面对这样的战术，结果被人民军打得大败，只得退回到沈阳，而军队的伤亡人数超过了3000人，还被人民军俘虏了400余人，也彻底失去了继续向南扩张的能力。
至此，辽阳战役也全部结束，人民军总计阵亡10537人，伤19721人，失踪327人；而日军阵亡36496人，受伤57523人，失踪2768人，其中有1912人是被人民军所俘虏的。
当然，人民军的胜利并不是体现在伤亡歼敌的数字上，而且经过这一战之后，人民军完全占领辽阳地区，并且将俄军挡在十里河之外，使俄军的势力只能限于沈阳地区，并和旅顺地区连成了一片，在辽东战场上己完全处于主动的地位，而日军则彻底在辽东半岛失去了立足点，陷入到了极大的困境当中。
就在当天晚上，日军连夜全部撤出了辽阳城，而人民军虽然没有进攻辽阳城，但一直都在严密监视辽阳城的动向，因此日军从辽阳城里撤退，人民军就己经得知。不过为了避免节外生枝，人民军并没有趁势发动进攻，而是等日军退出辽阳城之后，立刻就进驻辽阳城，接手日军留下的一切，两支军队一来一后，一出一进，相差的时间还不到半个小时，完成了辽阳城的易手。
在凌晨1点钟的时候，人民军己完全控制了辽阳城。好在是日军从辽阳撤离时，将抓捕的居民全都释放，另外日军撤离时，还在辽阳留下了大量的弹药物资，都成为人民军的战利品。
而第4军攻点了张台子之后，立刻派两个师北上，在凌晨3点左右，占领了十里河，并且马上展开了布防。第3军这时也顺利占领了鞍山，并且接到了指挥部的新命令，沿安大线南下，打通辽阳和旅顺的联系，并且让安大线的辽阳至旅顺段可以全线通车。
打通铁路线，在现代战争中的意义十分重大，可以确保物资供应，虽然从地理上看，辽西距离辽阳更近，但因内受阻于辽河，铁路线无法延伸到辽阳，因此打通安大线，也就更为重要了。另外，人民军的另一辆装甲列车己在旅顺上岸，一但打通了安大线，装甲列车将可以在两天内赶到辽阳，对辽阳自然是一个强大的火力支援，虽然人民军己经迫使日军撤离了辽阳，但却又己和另一个敌人——俄军直接面对，失去了日军这个双方的共同大敌之后，人民军和俄军随时都有可能翻脸。一辆装甲列车可不仅仅只是两门大口径重炮，还有其他155毫米、125毫米、105毫米、75毫米等各种口径火炮数十门，其战斗至少相当于两个炮兵团。
就在第二天上午10点多钟的时候，俄军出现在十里河的郊外，终于和人民军正式接触。
虽然俄军不敢过于靠近沈阳，但却一直都在关注着沈阳日军的动向，由其是在和华东政府达成了以十里河为界的协议后，俄军也在逐步向沈阳大量增兵，就在人民军进攻辽阳的时候，俄军己在沈阳北部集结了近20万军队，而这时日军己从沈阳撤走了大半军队，因此俄军终于鼓起了勇气，向沈阳发动进攻。
由于这也是接替库尔特金的俄军新任远东军司令官兼远东总督林涅维奇上任之后的第一战，而且这时沈阳城里的驻守日军己不足8万人，而且在辽阳方向还在遭受人民军的进攻，因此林涅维奇也颇有些踌躇满志，希望以一场胜利来给自己的远东战事开一个好头。
那知尽管日军己撤走了大半，但经过数月时间构筑的防御工事却发挥了大作用，而且日军的作战意志也远强于俄军。尽管现在俄军已在远东地区集结了近60万的兵力，但这仅仅只是数字上的优势，俄军的士气素质、组织指挥、运作调度、后勤供应等方面因素，也均未得到明显的改善，结果俄军疯狂进攻了一天，都没有取得一点进展，而且在一次进攻撤退时，还被日军追着打了一个反击，全天下来，共计伤亡了6000余人，也让俄军的司令官林涅维林大为恼火。
不过就在当晚，日军连夜撤离了沈阳，将一座空城留给了俄军，由于日军担心人民军会趁虚而入，抢占沈阳，因此还释放了两名俘虏的俄军军官，去告诉俄军，让俄军尽快占领沈阳，别让沈阳落到人民军的手里，结果在清晨6点的时候，俄军在时隔3个多月之后，终于进驻到沈阳城，并且还在城里发现了一部份日军来不及运走的物资。