午前6时，日军轰炸机和战斗机58架，首先飞临桑叶河上空，对两岸东北军阵地轮番轰炸扫射。同时，在日军重炮阵地上空升起了数个灰色长圆形的观测气球，每个气球下边的吊篮里，3名炮兵观测军官操纵着炮队镜在寻找着西岸台地上东北军重炮阵地。
6时30分，日军首先以野炮群发炮，引诱东北军重炮还击，以便目标发现后，再针对过去观测的目标进行修正，然后以重炮给东北军炮兵以毁灭性轰击。
第二炮群的野炮，集团轰击了一个小时，东北军炮兵是否入了圈套，炮兵指挥官们还看不出来。到了7时30分，又引诱轰击了30分钟，西岸上炮兵阵地仍无反应。内山少将等得有些不耐烦，命令两个炮群在8时，作全效率攻击射击，并建议小松原中将命令步兵于午前10时整发动进攻。10时师团长的出击令传达到了各联队以至各个大队。
8时整，日军全部大炮一齐射击，重炮联队的口径160毫米长60厘米的弹头，从步兵后方十几公里的阵地上飞向桑叶河西岸，吼声如雷，地动山摇，震撼着草原大地。各师团的山炮、迫击炮、步兵炮也同时助射发威。从开战到现在，日军从来没有动用过这样大规模的炮兵，在日本陆军战史上，这也是空前的第一次。内山少将能同时指挥着338门野战重炮和472门野炮进行齐头并射，其心情的兴奋是可想而知。日军炮兵阵地上热火朝天，人马繁忙，阵地上的炮弹壳堆积如山，滚动着的灼热的弹壳，黄闪锃亮，摸来烫手。炮手们满身是汗，大声喊叫着将炮弹推进弹膛内。桑叶河西岸台地上，一处连一处升起了黑烟，西岸斜坡上的汽车和装甲车，成群的往台地后坡驶去，乱轰轰的一片。从
观测气球传来消息，东北军炮兵至目前最少被消灭了10处主要阵地；东北军大炮正用牵引车拖着在变换阵地；很多炮兵中队的炮兵被打成哑巴，不能回击。总之，效果显着。
内山少将命令：炮火延伸射击，炮击延长一小时，也就是说步兵在11时发起冲锋。
