从东北军第一天的攻势来看，北路兵团进攻巴兰岗，击溃了第1警备军团的3个骑兵团，包围了日军固守的色尔安图拉高地，但是遇到井置联队的顽强抵抗；南路兵团击溃了日军石川混成旅团，迂回到额尔古特纳附近，占领了780高地，完成对海山高地的包围；中央兵团进展缓慢，各师、旅只前进了500至1500米，东北军骑兵第6、第8师在打垮了第2警备军团和石川混成旅团后也停下了脚步。
为了挽回被动局面，日军做出垂死挣扎。11月21日6时，日军先后出动各种作战飞机113架，对中国空军发动反击。
但是，自11月20日东北军发动了强大的空中和地面攻势后，中国空军一共对战场各个据点和后方，共轰炸256架次，投下炸弹超过86吨。强大的中国空军机群在数量上是日本的一倍半以上，质量上也较日本飞机优越，新的速度快火力强的机种，大批出现在空中。日本飞机的几次冲击波都遭到中国飞机的包围阻截，轰炸效果远非战争开始大规模的那一次明显，一点也看不到中国飞机受到沉重打击的迹象。
因此，从11月22日午后，第2飞行军团的飞机被迫转入支援地面部队的战斗上，但每次出动都遭到中国飞机集群编队的包围阻截。东北军甚至在靠近桑叶河西岸地区开辟了好几个野战机场，只要日本飞机飞临战场上空，中国飞机就起飞迎战，战场上的制空权牢牢地控制在东北军手里，日本空军黔驴技穷，日军地面部队失去空中的有力支援，同时受到来自空中的威胁，战斗陷入了极端的困境。
东北军发动地面攻势的第二天，战斗更加激烈。
北线的色尔安图拉高地，东北军遇到井置联队的顽强抵抗。这个高地是日军第23师团在10月1日占领后经过一个半月的经营，用钢骨水泥构筑了永久性据点式阵地，壕沟交错，居高临下。井置联队配备重装甲车72辆、机关炮36门，野炮24门、速射炮14门、骑步兵2000余人，还有后方重炮的支援。11月20日一整天，东北军反攻不下，钟离卫上将又从预备队中将第9装甲旅和第212伞兵旅派往前线。第9装甲旅大迂回从巴兰岗线到色尔安图拉高地东方，然后向日军中央阵地后方突击，以便与从南方进攻的第8装甲旅在伦巴布尔高地后方会师，完成对日军中央高地的包围。伞兵旅则空投到日军后方占领后勤基地，断绝前线日军的补给。同时，重炮部队加强了对色尔安图拉高地的轰击，80公斤重的炮弹连连命中，日军钢筋水泥浇筑的掩体陆续被炸毁，井置的战斗兵员不得不转移到野战壕沟里。到了下午，色尔安图拉高地上，东北军炮兵以每分钟12发的速度炮击了整个高地工事。在炮弹剧烈爆炸的震憾下，立式壕变成了卧式壕，最后全部被炸平，所有掩体翻了
