不過要調集軍隊，制定計劃都需要時間，另外還要偵察敵情，這些工作都不是在短時間內能夠完成的，當然林涅維奇也認爲，第1集團軍至少能夠在人民軍的包圍中堅守3天的時間，也足夠他來安排救援的計劃了。
當然林涅維奇也考慮過，是否應該在第一時間內，派出一支軍隊逼近人民軍的包圍圈，到是不求立刻救出第1集團軍，而是給人民軍施加壓力，讓他們不能會力進攻，並且給第1集團軍提振士氣。現在聚集大早林涅維奇手上，派出1、2師
但就在第二天，人民軍的中路軍突然向俄軍發動了反擊，首先以裝甲裝車的重炮爲支援，向俄軍陣地展開了猛烈的炮擊。這也是除了在俄軍進攻的第二天，人民軍的裝甲列車炮轟擊俄軍的炮兵陣地之後，又一次向俄軍進行轟擊。240毫米口徑的炮彈，也讓俄軍吃盡了苦頭；隨後人民軍向俄軍陣地發動了進攻，並且成功的攻進了俄車的幾個陣地中，和俄軍展開了激烈近身作戰。
而俄軍一向引以爲傲的白刃戰能力在人民軍面前卻大失水準，在近身作戰中，俄軍不僅佔不到人民軍的半點便易，反到是隱隱被人民軍壓制住。
第4集團軍的司令薩姆索洛夫趕忙派遣預備隊向各個陣地增援，經過了4個多小時的激烈戰鬥，纔算是免強守住了幾個陣地，但還是讓人民軍將在第4天被俄軍攻佔的陣地又重新奪回去了。
林涅維奇收到報告之後，也十分意外，沒有想到人民軍在包圍了俄軍的左翼軍隊的同時，還有餘力在中路向俄軍發動反擊。這會不會是人民軍的什麼詭計？誘使俄軍抽調兵力去援救第1集團軍，而趁着俄軍中路的守備空虛，而在中路發動進攻。因此也不能不防，至於派兵增援，還是先緩一步，看看情況再說吧，反正也不差這一天。
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人民軍對俄軍第1集團軍的炮擊是在下午3點鐘的時候停止。而這時的俄軍人數雖然還有5萬餘人，但已經徹底失去了抵抗之力。
雖然人民軍的炮擊並不是那種全覆蓋性的炮擊，但俄軍的範圍狹窄，缺乏有效的掩體，因此對人民軍的炮擊全無防禦之力，連躲都沒有地方躲，只能聽天由命，而在這樣的炮擊打擊下，俄軍當然也不可能再組成有效的防線。
在人民軍的炮擊期間，俄軍也曾發起過兩次突擊，希望能夠突出人民軍的包圍，但被人民軍以密集的火力攔住，根本無法突圍，只能又退了回去。
不過人民軍並沒有趁勢發動進攻，而是派出兩名俘虜的俄兵，給俄軍的司令司塔格里堡帶去了一封勸降信，要求俄軍立刻投降。因爲俄軍和日軍不同，儘管日本已經提出了“脫亞入歐”的決策，但在思維上依然還是東方式的，視投降、被俘爲戰士最大的恥辱，再加上日本特有的武士道精神教育，因此在陷入困境的情況下，日軍也極少有投降的例子，多半是選擇死戰，與敵同歸於盡，甚致是自殺，也不願當俘虜。在鴨綠江戰中，16萬日軍身心己疲，而且被人民軍全全包圍，但人民軍也只不過抓住4萬餘俘虜。
而俄軍則不同，儘管俄國的國土橫跨歐亞大陸，但俄國一向都視自己爲歐洲國家，在戰場上打不過就投降，是很平常的事情，並沒有什麼心裡障礙。因此在此前日俄的交戰中，日軍的陣亡人數要略多於俄軍，而俄軍的被俘人數卻要遠高於日軍。而對人民軍來說，能夠勸降當然是最好不過了。
果然，收到了人民軍的勸降信之後，施塔格里堡立刻招集軍官們商議。其實到了這個時候，俄軍還有什麼強硬下去的資格，誰都知道一但人民軍發起進攻，俄軍將必被全殲無疑，因此與其被人民軍打死，還不如現在就投降，至少可以保住一條命，等到戰爭結束之後，還有被釋放回家的希望，完全沒有必要在這裡無謂的戰死。
於是施塔格里堡和軍官們最終決定，接受人民軍投降的要求，交出武器，當然人民軍也向他們保證，可以確保俄軍官兵的人身安全。隨後俄軍的士兵按照人民軍的要求，依次放下武器，走到人民軍指定的地點集結。而以施塔格里堡代表第1集團軍的軍官，則將自己的指揮刀和佩槍交給人民軍，像徵着俄軍正式投降。
不過要接收5萬餘俄軍的投降，也不是一件簡單的事情，不僅要收繳所有俄兵的武器彈藥，還要對每名俄兵進行檢查，萬一有人私藏了一些武器呢？另外還要清點收集俄軍華攜帶的各種文件資料，這些可都是極有情報價值，因此不是短時間能夠完成的，套用舊時空的一句名言“就是xx頭豬，要全部抓完也要花幾天的功夫，何就是人呢”。
最終一直忙到傍晚快7點多鐘，纔算是將所有的俘虜都清查完畢，共計抓獲了53744人，其中有中將6名，少將22名，這還不算繳獲的槍支彈藥。這也是人民軍出兵參戰以來，第1次有成建制的軍隊向自己投降。
而對自己左翼戰場發生的一切，俄軍的最高指揮官林涅維奇卻一無所知，仍然還在糾結人民軍的真正進攻方向到底是在那裡。
只到第二天清晨，林涅維奇才收到消息，明確知道俄軍左翼的第1集團軍己被人民軍徹底擊敗，餘部像人民軍投降，可以說是全軍覆沒了。林涅維奇也不禁大爲震驚，經過了兵力補充之後，第1集團軍的兵力已達到8.3萬多，這麼強大的兵力，沒想到才一天的時間，左翼的俄軍竟然就被人民軍全殲了，人民軍的戰鬥力竟會有這麼強悍嗎。早知如此，自己在昨天就應該派軍隊去增援，就算是不能救出第1集團軍，但也能讓第1集團軍能多撐幾天。但現在後悔也晚了，而且眼前的危機更是迫在眉捷。
左翼軍隊被全殲，俄軍的戰線也出現了一個大缺口，中路軍隊的側翼也完全暴露在人民軍的兵鋒下，至使俄軍的形式直轉而下，甚致有全線潰敗的危險，林涅維奇也不敢怠慢，趕忙向中路、右翼的軍隊下令，讓他們立刻撤軍，不過這時己時己晚，因爲就在次日一早，人民軍向俄軍陣地發動了全線的反擊。
其實就在當天晚上，人民軍殲滅了俄軍的第1集團軍之後，就再度做好了出擊的準備，第4軍運動到了俄軍第4集團軍側翼，而第3軍則趕到了左翼戰場，增強了左翼的兵力。第5軍負責將俄軍的俘虜押送回遼陽，並作爲全軍的預備隊。
其實儘管人民軍的援軍趕回來，但在總兵力上，還是要比俄軍略少一些，但這時雙方的精神鬥志卻不是在一個層面上，俄軍得知第1集團軍被全殲之後，全都軍心大動，而收到了林涅維奇的撤軍命令之後，則都想着趕緊撤回瀋陽，根本無心戀戰；人民軍卻是士氣高昂，挾持着全殲俄軍第1集團軍的餘威，向俄軍的陣地發動了猛烈的進攻。
由其是俄軍中路的第4集團軍，側翼的空門大開，遭到了人民軍的兩線攻擊，至使俄軍顧此失彼，如果是固守陣地，還能抵擋一陣，但俄軍正在撤退中，就難加難以防範，人民軍的第4軍趁着俄軍後撤之間，從俄軍第4集團軍的側翼*，最終擊敗了俄軍的阻擊部隊，並從俄軍的側翼插入，配合正面進攻的軍隊，將俄軍第4集團軍的兩個師硬硬的和大部隊分割開來，並將其包圍，又重演第1集團軍的那一幕。
結果俄軍第4集團軍雖然最終逃脫，但被分割的兩個師卻被人民軍團團包圍，俄軍雖然發動了突圍戰鬥，但在人民軍的嚴密防守下突圍無果，而在人民軍的裝甲列車炮、牽引火炮的猛烈轟擊下，被包圍的俄軍抵擋不住，最終剩餘的近2萬俄軍向人民軍投降。
相對來說，俄軍右翼的第5集團軍的情況到是要好的多，因爲側翼沒有受到人民軍的威脅，因此可以從容的撤退，雖然人民軍依靠自行火炮的遠射程和重炮威力，擊潰了俄軍第5集團軍的斷後掩護部隊，但無法像中路戰場那樣，對俄軍進行分割包圍，自然也就難以取得較大的戰果，也讓第5集團軍得全身而退，至少沒有團級建制的部隊被人民軍全殲。
至此，人民軍和俄軍的十里河之戰也全部結束，以人民軍的全勝而告終，這是人民軍進入遼東之後，與俄軍發生的第一場戰鬥，俄軍失敗之後，只能退守瀋陽，再加上日軍己被逐出了遼東戰場，因此從戰術層面上說，人民軍已取得了戰爭的主動權。但從戰略層面上說，這也標誌着華東政府己正式和日、俄兩國爲敵，而華東政府、俄國、日本三國角逐東北亞的主導權的格局也徹底形成了。