在马迁安攻击战俘营的时刻，佳木斯至大连的票车刚刚离开呼兰站，随后不久呼兰火车站发生了刀光血影的搏斗。陈翰章支队一大队的战士们首先割断了电话线，从呼兰县城周围杂草丛生的埋伏地趁黑摸进了火车站。
呼兰县在清代曾是府治所在地，远比当时还是渔村的哈尔滨繁华，1913年才重新设县沦为哈尔滨的卫星城镇，火车站因是后建所以远离县中心位置，日军在火车站里布置的守护力量只有一个不足30人的小分队，除此之外火车站不远地方驻扎一个伪满铁路警护团的一个排。
为了不惊动县城里的日军警备中队，一大队的战士们选派了身手敏捷善搏斗的战士首先摸进火车站范围，解决站岗的哨兵之后，袭击了驻站日军小分队的宿舍。与此同时，混在下车旅客中的抗联战士寻找借口赖在出站口附近，借着机会从边门进入大厅里，从车站里很快控制了站长室、值班室、配电室、警卫室等一系列主要机构。
呼兰站是抗联要夺取的第一个较大型火车站，很多人都为这次战斗殚精竭虑，他们的这场战斗除了规模上比战俘营战斗小之外，其中运用的战术战法和智慧一点也不少，最关键的是不发出枪声，不惊动数里之外的日军警备中队，难度上比马迁安那边一