1945年8月9日零时10分，外贝加尔方面军第39集团军司令员N.N.柳德尼科夫上将指挥先头部队越过中蒙边界，主力部队于4时30分开始进攻，兵分两路，高速度，大纵深，绕过日本关东军筑垒区，长驱直入。
第一路，第39集团军61坦克师和44、206坦克旅协同步兵5军13师从蒙古国东部突出部位三果山出击，于8月10日12时进至嘎巴勒哈达东南谷地后，一支拥有近80辆坦克的部队沿毕其柯台哈达以南越过敖很达板，沿敦德乌苏向科尔沁右翼前旗阿力得尔苏木西合力木穿插，12日进驻代钦塔拉和突泉县城。15日，在代钦塔拉莫日根葛根庙消灭日本守军60余人。
主力部队于11日直插科尔沁右翼前旗乌兰毛都勿布林，越过川谷地，向纵深推进，经阿力得尔好力保南侧之太平庄、好田阿木斯尔。12日经激战占领大石寨。接着沿白阿铁路南下，经归流河，于14时进驻王爷庙街。
第二路，第39集团军步兵94军124、358两个师于8月9日沿哈拉哈河入境迂回兴安盟阿尔山地区伊尔施，突破阿尔山日军筑垒防线后，沿白阿铁路南进。10日，在明水火车站与日军发生激战。12日，追击溃逃的日军进驻扎赉特旗音德尔。14日，攻占索伦。经索伦北哈尔干扎拉嘎、好仁苏木的馒头山、大三家子，再经前联合屯、后联合屯、苏金扎拉嘎进抵察尔森。又沿洮儿河东侧进至乌兰哈达，全线打通白阿铁路线后，继续向东北腹地推进。
8月15日晚，当日本关东军第107师团主力在西口车站西部趁夜幕突破苏军重围向北部蛤蟆沟子一带转移时，战争形势业已发生决定性转变，当天中午日本裕仁天皇广播了“停战诏书”，但第107师团长安部孝一却一无所知。
同时，在师团参谋长河濑繁太大佐“自决”后，司令部书记官怕一旦失败，电报密码本落入敌手，而将其烧掉，致使重要的军事情报均无法上传下达。
107师团主力在难以忍受饥饿、冷冻、劳累以至伤痛的情况下，避开铁路、公路，沿着人迹罕至的荒山野岭，一路向东而去。两三天后安部孝一才通过师团通讯队的无线机收听到关东军总部下达的停止战斗，向苏联红军交出武器的命令，以及伪满皇帝退位的广播报道，但仍持怀疑态度，率部继续东进。
苏联红军航空兵侦察机不间断地从空中对日军第107师团进行监控。
8月28日，107师团先头部队进入音德尔，人员个个破衣烂衫，蓬头垢面，面黄肌瘦。
长春日本关东军总部，从苏军通报中得知十几天前已失去联络的第107师团的所在位置，根据苏军的要求，派出总部参谋药袋少佐、土田少佐以及翻译森川少佐3人，在苏联红军代表诺维柯夫少校等五六名官兵的陪同下，从长春乘坐苏军美制道格拉斯型运输机飞往扎赉特旗一带搜索，无果而归。
第二天又改乘荷兰制日伪民航飞机继续搜索，在音德尔附近发现安部师团。飞机低空飞行后，强行着陆，首先召见安部师团长。
随后安部将各部队长召集到1户百姓家，传达了天皇停战诏书和关东军总部停战命令等所有文件，并宣读了关东军总司令官对第107师团的赏词，向各部队长下达了自己的停战令。同时，根据苏联红军代表的要求，由日军派出一辆插有白旗、红旗和日本国旗的卡车同苏军代表一起，立即出发同就近苏军取得联系。
卡车走出不很远便迎面遇到1名苏军军官单人骑马而来，原来是苏联红军第221师先头部队的1名团长。经与诺维柯夫少校等商定，两军就地停火待命，同时指定地点由两军师团长会晤谈判。日本关东军卡车完成联络使命后重返师团复命。
安部在进行必要准备后，由师团参谋沟井和副官等人陪同驱车前往指定地点与苏军谈判。苏联红军第221师长库什纳连科少将已提前到达，并在旷野上临时搭建了作为谈判会场的帐篷，还准备了简陋的桌、椅。
据安部回忆，苏联红军师长并未以盛气凌人的胜利者姿态出现，而是以礼貌得体的军人礼节和外交绅士风度，首先将稍好的椅子让给军衔高一级的自己。谈判开始后苏联红军师长简要地提出了停战条件：“日本关东军迅速集结，将武器、弹药、装备等集中一处，列出明细，并将部队番号、官兵名单等一并造册，于次日向苏联红军正式办理移交。军官军衔、佩刀可以保留。”
8月31日，双方代表举行了日本关东军第107师团缴械投降仪式。随后以安部孝一为首的第107师团残部共8018名官兵被押往齐齐哈尔附近小民屯的苏联红军战俘营。
至此，经过20天的激战、苦斗，107师团原有13160名官兵中，有5142名被歼灭或失踪。 至此，日本关东军第107师团彻底毁灭。
在围歼日军的战斗中，苏联红军表现英勇，可歌可泣。
苏联红军对阿尔山要塞及纵深地区日本关东军第107师团的突击围歼战，从一开始就处于压倒性的绝对优势，但日本关东军为了突围逃生，还是困兽犹斗般地像个输红眼的赌徒，孤注一掷地殊死拼搏。
在双方反复的拼杀中，苏联红军付出了数以百计官兵的鲜血和生命。苏联红军官兵在战斗中机智果敢、英勇无畏，出现了许多舍身炸敌堡的“马特罗索夫”式英雄人物，大批官兵荣获国家颁发的各种勋章、奖章。数个团级以上部队荣获近卫部队集体荣誉称号。
苏联红军第39集团军各部队在8月10～14日围歼日本关东军第107师团的历次战斗中，曾有17名士兵主动申请担任炸毁封锁正面前沿地区日军钢筋混凝土或土木结构火力点的爆破突击手任务。
8月12日上午，苏联红军第94军第124师和独立坦克第206旅从行进中冲击索伦对面日军时，坦克纵队刚刚抵进索伦，日本关东军便从钢筋水泥碉堡和临时构筑的土木结构火力点，以密集炮火展开凶猛反击。于是，苏联红军坦克展开战斗队形，冲锋枪手成散兵线展开。
苏联红军坦克兵以精确的射击压制无名高地上的日本关东军永备火力点，迫使日本关东军火力显著减弱。苏联红军各进攻分队乘胜迅速跃起展开冲击。但刚一接近高地，日本关东军火力点又复活了，苏联红军的进攻行动被迫中止。
此时，苏联红军共青团员谢洛诺索夫征得指挥员允许，抓上几枚手榴弹，一鼓作气爬向日本关东军火力点，连续准确地投入4枚手榴弹，日本关东军机枪哑了。苏联红军步兵紧跟坦克再次进行冲击。
但刹那间日本关东军机枪又吼叫起来。谢洛诺索夫猛地挺身扑向前去，用自己的胸膛堵住了日本关东军碉堡的射击孔，进攻的道路终于被打开了，这位可敬的“马特罗索夫”式英雄英勇地献出了自己年轻生命。
在攻克索伦战役中，苏联红军近卫步兵第5军第279近卫步兵团有78人受到团嘉奖，55人受到师嘉奖。
苏联红军近卫步兵第279团1营重机枪连射手格里果里耶夫在攻克索伦的战斗中，独自一人用机枪击毙日本关东军士兵12人，打掉2个日本关东军火力点，自己虽负伤，但坚持不下火线，坚持战斗。
在同一场战斗中，苏联红军近卫步兵第19师第54近卫团某营第3重机枪连首次参加实战的18岁新兵、共青团员科拉斯诺夫，在与日本关东军对射中击毙20余人，自己也身负重伤，但仍坚持战斗，直到不省人事被战友抬下为止。为此，科拉斯诺夫受到集团军嘉奖。
苏联红军近卫步兵第5军第17师炮兵团长瓦西利耶夫上校参加先遣部队，英勇无畏地指挥战斗，身先士卒亲临火线。在部队进抵王爷庙近郊时，他乘坐的1辆自行火炮车停在一片玉米地边，瓦西利耶夫第一个跳下炮车，举起望远镜向市区方向观察。不料几个藏在玉米地里的日本关东军敢死队员突然从身后扑了上来，瓦西利耶夫正聚精会神从镜中观察，尚未反应过来，便被日军敢死队员用匕首刺死。
苏联红军自行火炮驾驶员随即驾车猛追这几个日军，并将他们用履带碾死，为烈士复了仇，战后，瓦西利耶夫上校被追授苏联国家最高荣誉称号——苏联英雄。同时，被授予金星勋章和列宁勋章各1枚，成为第39集团军中唯一获此殊荣的人物。
