9月12日上午八时是人民军蒙古方面军发起反击的总攻时间，此时离这个时间还有五天零八个小时，各部师以上长官接到命令后，开始按计划调动部队。 ，动作大的是东西两边缘新组建的两个突击集团。
东西两个突击集团聚积地点分别是左中旗与土谢图汉旗，这两个地方都处于中俄军队对峙战场的极地边级，一在敖嫩河上游东段；一在鄂尔坤河上游西段。在此两地段，双方虽然没有大规模的军队存在，但设置的哨所却是几公里之间必有一处。这里没有隆隆的炮声，但稀稀散散的枪声却时有传来，因为双方的侦察分队常常喜欢借助夜色从此两地段进入对方势力范围。
对于这种小分队的活动，在这广阔的大草原里实在是防不胜防，也根本没有能力去防，所以只要对方没有大规模的部队出现，哨所也只能除了报告“又过了一小队老鼠”外，便只有睁一只眼闭一只眼了。“老鼠”是中国一方对对方过河侦察兵的称呼，而俄方则喜欢称中方过河侦察兵为“河狸”。
双方都在对方的势力范围内遍布侦察兵，如果对方在此两地段有大规模的部队聚积，那是很难逃过对方的耳目的。为了躲过俄军的耳目，林逸在下达作战命令之前，便早令薛青对过渡俄军“小老鼠”展开大规模的清除活动。接到命令后，薛青调集各军特种兵展开针对性的清理活动，十多天地毯似的打击之后，俄军过河“小老鼠”基本被清除——要么被消灭，要么逃回了对岸。同时，俄军也对人民军侦察分队展开了针锋相对的打击行动，只是人民军侦察兵早就有意识退回了河南岸。近半个月时间里，双方潜入对方的活动大幅减少，甚至绝迹。
司令部的作战命令下达后，东、西两突击集团所属各部队开始分批偷偷聚积，为了防止被俄军哨所发现，两突击集团首次聚积的地方均选在远离熬嫩河与鄂尔坤河河岸五十里的地方，两突击集团所组建的司令部也高速运转起来。
9月11号晚十一时，总反击战发起的前九个小时，鄂尔坤河上游土谢图汉旗五十里河段，人民军第二十军特种兵营十个小分队开始偷偷潜渡过河，他们的任务是清除俄军此一地段的十个哨所。小分队渡河后，首先把俄军哨所与哨所之间，哨所与指挥部之间的电话线剪断，然后接上自己的电话，并命懂俄语的士兵定时向俄上级指挥部报平安。看首选的最后，他们发动突然袭击消灭哨所里的俄军观察哨兵。
清理行动很成功，已演练过多次的特种分队从渡河到消灭所有俄军哨所仅用了二个小时不到的时间。特种兵部队向西突击集团指挥部发出“行动成功”的信号后，他们便开始向东面警戒。而此时，在鄂尔坤河的河面上，人民军第二工程兵师第4团的工兵们分成六个队在五十里河段在同时开架六座简易渡桥，他们动作稔熟，速度飞快，三个小时后，六座渡桥先后建成。
9月12日凌晨四点，西突击集团群各部队开始渡河，首先过河的是第一装甲师第1团，接着是步兵第80师的第240团，如此一个装甲团间着一个步兵团相继过河，并迅速开向各自指定出击地点，最后过河的是骑兵第三师。同样的事情也同一时间在敖嫩河上游左中旗五十里的河段发生。
9月12清晨七时，东、西两突击集群各部全部进入攻击指定地点。
公元1875年9月12日上午八时整，一个历史性的时刻，从西到东，鄂尔坤河、楚库河、敖嫩河近三百公里长的地段里，人民军蒙古方面军万炮齐发，轰鸣声震天，俄军整个防线均遭到攻击，许多前沿设施顷刻间被炸得四分五裂，一些碉堡还被炸飞了天。
此时，大部分俄军官兵还在进早餐，吃着干干的面包，喝着冰冷的凉水，他们在苦涩地幻想着什么时候可以攻破中国人的防线，什么时候可以搂着美丽的中国女人快活快活啊？震耳欲聋的炮击声击碎了他们的春梦，“快点！快点！中国人进攻了！”基层军官提着嗓子嚷嚷，却也不见慌乱。但俄军司令部作战室的情况则不同了，作战室里十多部电话响过不停，参谋们忙得手脚慌乱，各部队均报告他们遭到了人民军的攻击。
炮击之后，人民军工程兵部队在地方预备役部队的协助下开始在三百公里的河段上架设几十座渡桥，部分人民军突击部队通过渡船已先期过到了对岸，俄军一线防线多处被突破。为此，俄军方面军司令部里暴躁叫骂声冲天，主官不断地下达命令，高级参谋不断作出部队调动，而低级参谋们则歇斯底里地向基层部队传达命令。俄军许多防线出现危情，此时，他们终于明白这是人民军的总反击。
“中国人怎么会有反击实力？”这是他们弄不明白的事，前一段时间的事实瞒骗了他们——人民军黑龙江战场出现崩溃的险情，人民军各战线也都未发动像样的反击，令他们相信人民军实力有限。
现在，他们知道他们错了，人民军隐藏了实力，人民军短时间便突破多处防线的事实令他们震惊。然而，半个小时后，令他们更为惊恐的消息传来：东、西两翼被突破，东部乌兰第四军与西部乌兰第十二军已崩溃！
“怎么回事？”俄军乌兰方面军司令维什斯基上将重拍桌面。
“东、西两侧出现庞大的中国坦克部队，他们攻击力强大，速度惊人，我军无力抵挡！”方面军副参谋长列日多夫中将镇定地报告