一个骑兵团在日军指挥官的命令下试图顽抗。日军的指挥官是一个叫佐藤的中佐，他手里有一千多伪蒙军和大约五十名日军顾问。佐藤的命令很简单：死守张北，等待增援。
佐藤在张北城外设置了简易的防御工事，所谓工事就是用土堆和沙袋垒了几个机枪掩体，并且还在公路上埋设了大量反坦克地雷。他以为这些工事能挡住苏杭的装甲部队。
这是一个错误的判断。刘骏的装甲师先头营的T-34坦克在行进中发现了公路上的地雷阵，营长没有停车，直接命令坦克绕到公路两侧的草原上继续推进。
T-34的宽履带在草原上行驶轻松自如，绕过了地雷阵之后从侧翼切入张北县城。
佐藤的防御工事朝南布置，侧面完全空虚。T-34坦克集群从西面冲入县城时，伪蒙军的士兵还在南面的工事里等着苏杭的部队从公路上来。
T-34坦克的76毫米主炮对着城内的街道打了几发高爆弹，守军的几个机枪掩体瞬间被轰上了天。
伪蒙军的骑兵试图逃跑，但装甲师的轮式侦察车已经在城外截住了他们的退路。
大部分守军面对装甲部队直接选择了投降，其余少数人成功逃散。佐藤在城内的指挥部里开枪自杀。
张北被攻占后，苏家军装甲师没有停留，立即分兵两路。刘骏率装甲第一师沿公路向多伦推进，宋鹏率装甲第二师从草原上直插锡林郭勒方向。多伦方向的装甲部队在当天傍晚就抵达了多伦城郊。多伦守军是日军的一个独立守备队，约四百人，另外伪满军的一个团，加起来一共千余人的规模。
在敌人还没反应过来之前，潘裕昆的两个榴弹炮师在多伦城外展开，一个师的炮火对城墙上的火力点进行了二十分钟的精确打击。炮弹落点极准，城墙上的日军碉堡被逐个轰塌，沙袋和砖石碎片飞出去老远。炮击结束后，刘骏的装甲第一师从东面和南面同时冲入城内。
T-34坦克的履带碾过城墙缺口时，日军守备队长试图组织了一次反冲击，亲自带着一个中队的日军从街巷里冲出来，被T-34坦克的车载机枪和步兵分队的冲锋枪火力打退。
反冲击失败之后，剩余日军退入城中心的据点做最后的抵抗
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