天刚蒙蒙亮，势在必得的苏俄军队便以近千门轻重火炮对日军东宁防线展开了猛烈炮击。参战炮兵之中，最抢眼的当属方面军直辖的四个重炮师，它们装备着3o年代中后期投产的122毫米和152毫米重炮，尤其是m2o型152毫米加农榴弹炮，尽管存在射击精度不高等等问题，但其射程和威力均属一流，而且炮管的耐久度非常好。早在第一次哈拉哈河战役中，苏俄炮兵就狠狠蹂躏了日本关东军的野炮部队，而第二次哈拉哈河战役伊始，投入规模更为庞大的苏俄炮兵又在渡河进攻中展现出了压倒性的优势。
在苏俄军队的持续炮击下，固守东宁防线的日军部队蒙受了不小的损失，而且由于火炮数量和射程处于明显劣势，日军炮兵只好继续呆在用各种伪装手段保护起来的炮垒或隐蔽阵地里，寄希望于己方航空部队能够夺回制空权，并用轰炸和扫射削弱苏俄炮兵的威胁。
为实施代号“征服东方”的作战行动，日本关东军和朝鲜军向前线机场调遣了17oo多架作战飞机，战斗机占到了近半数，但在战役起后的一个星期里，日军航空部队不仅没能完成夺取战场制空权的预定目标，反而在苏俄空军以及地面防空部队的激烈抵抗下折损了7oo多架战机。面对蜂群般涌来的苏俄战