第二天，華東政府就回復東北戰區，同意發動進攻瀋陽的戰役。其實就算東北戰區不提出申請，軍事工作組也會在近幾天下令東北戰區，進攻瀋陽，因爲瀋陽是新戰爭的關建節點，人民軍必須儘快攻佔瀋陽，越早越佔領瀋陽，那麼在後面的戰鬥中就越是主動，而反之就越被動。即然是東北戰區主動提出，而且保證在7天內拿下瀋陽，軍事小組自然是樂於坐對其成。
而對邱亞輝建議，收降張作霖爲人民軍出力，去征剿東北的土匪，工作組也是贊同的，因爲在舊時空裏，張作霖被清廷招安之後，確實幫助清廷剿滅了大量的土匪，到辛亥革命的時候，東北地區的土匪己基本被清剿乾淨，而張作霖在其中發揮的巨大作用也是功不可沒的，既然張作霖可以爲清廷賣命繳匪，自然也能爲華東政府效力平亂。因此軍事工作組只是指示，對待張作霖的態度應和普通的本土人一樣，不應因他是歷史名人有特殊關照。
接到了工作組的命令之後，*也下令邱亞輝，立刻發動進攻瀋陽的戰鬥。
邱亞輝接令之後，馬上和第3軍、第4軍的指揮官協商作戰作計劃，決定由第2軍從瀋陽北面進攻，第4軍從瀋陽南面進攻，而第3軍分別駐守瀋陽東西兩面，以防俄軍突圍。2輛裝甲列車和牽引火炮分爲兩部，分別支援南北兩線的人民軍，2輛自行火炮則做爲機動兵力佈置。
而計劃制定之後，人民軍立刻按計劃執行備戰，經過了一夜的準備，就在次日凌晨6點，人民軍向瀋陽發動了全面的進攻。
經過了3個月的休整，儘管人民軍也存在着一定的消及因素，思家和厭戰情緒，但從總體來看，人民軍的軍心士氣依然頗高，一來是有不斷的勝利支撐，畢竟勝利是維持軍心士氣的一個重要因素；另一個則是人民軍是懷着保家衛國的崇高理想參戰，這也有助於軍隊克服消及情緒的影響。因此確定戰鬥重啓之後，人民軍也士兵們到是情緒頗高。在炮火打擊之後，立刻向俄軍的瀋陽外圍陣地發動了進攻。
在俄軍復奪瀋陽之後，就着手加強了瀋陽的守備，在瀋陽城的外圍一共建立17個陣地，最遠的擴去瀋陽外圍約25公里的距離；而在瀋陽城內，則以指揮部爲核心，設置了12個據點，每個據點都可以駐守千人以上，並修建了堅固的防禦工事，如果敵軍攻入瀋陽城中，俄軍還可以這12個據點爲依託，和敵軍打一場巷戰。
但在這段時間裏，俄軍的外圍陣地被人民軍逐一攻破，現在只剩6個外圍陣地，南北兩面各兩個，東西兩面只有1個，而且都離瀋陽不到5公里。雖然6個外圍陣地己不足以保衛瀋陽，但要進攻瀋陽，還是必須將這些外圍陣地，至少是進攻方的外圍陣地全部攻破纔行。邱亞輝計劃是用2-3天的時間清除所有的外圍陣地，再用2-3天時間進攻瀋陽，1天在瀋陽城內打巷戰，最快5天，最多7天完成攻佔瀋陽的戰鬥。
不過在人民軍發動地面進攻之後，才發現俄軍幾乎沒有什麼抵抗力量，人民軍幾乎沒有廢多少功夫，就成功的突入俄軍的陣地中，而俄軍不是投降，就是向後撤退到瀋陽城裏駐守，有的陣地裏幾乎根本就沒不發生戰鬥，結果到下午2點鐘時，俄軍在瀋陽南北的4個陣地全部被人民軍佔領。而東西還剩的一個陣地，也在下午5點左右主動放棄，撤回到瀋陽城中。
而經過了簡單的清點，人民軍共計擊斃俄軍約3000餘人，不過絕大部份都是死於開始的炮擊，而俘虜的俄兵竟多達2.6萬餘人，人民軍自身僅陣亡92人，另有263人受傷。俘虜佔比之高，而自身的傷亡率之低，讓人很難想像到這是一場攻堅戰。
戰鬥進行的如此順利，也是邱亞輝沒有想到的，看來在戰前進的心理戰效果還在自己的判斷之上，而俄軍的軍心士氣確實己經跌落到了谷底，早己經沒有任何抵抗情緒了。甚致有的軍官認爲應該立刻就像瀋陽城發動進攻，力爭一鼓作氣就攻破瀋陽城。
不過邱亞輝這時還是保持着清醒的頭腦，雖然外圍的進攻順利，但並不表示進攻瀋陽城也會這麼順利，因爲瀋陽城是俄軍的核心，雖然人民軍的心理戰效果顯著，但對城內俄軍的影響肯定會小於外圍陣地俄軍，而且又有俄
軍的高層親自指揮督戰，出現敗軍如山倒的機率未必會很大，另外瀋陽城是有城牆的，雖然沒有北京的城牆那麼高大堅厚，但在這個時代也算是堅城了，而人民軍的火炮顯然還沒有準備好轟擊沈陽的城牆。因此邱亞輝決定，還是等到明天，做好充份的準備之後，再進攻瀋陽城，同時邱亞輝也告戒全軍，不可有驕傲輕敵情緒，認爲俄軍就不堪一擊了，殺雞也要用牛刀。
應該說邱亞輝的這個提醒確實是非常及時，因爲外圍戰的順利，人民軍上下都存在着十分樂觀的情緒，甚致認爲明天的戰鬥就是一次輕鬆的軍事散步，而邱亞輝的提醒才認人民軍都冷靜了一些，雖然還不致於如臨大敵一般，但多少也認真了一些。
於是就在第二天，兩輛裝甲列車，率先以240亳米主炮向瀋陽的城牆發動了猛烈的炮擊，然後其他大小數百門火炮一起開火。不過這次俄軍不再沉默，城裏的火炮也展開了迴應反擊，儘管俄軍的火力射程都遠不及人民軍，但畢竟有所反應，不再是隻捱打不還手了。
雙方的火炮轟鳴，你來我往，進行了大約半個多小時的火炮互擊，最終人民軍的火力不禁完全壓制了俄軍，並且將瀋陽的城牆也轟塌了多處。然後大口徑火炮停止轟擊，中小口徑火炮的火力則向前沿伸，爲地面進攻部隊提供火力掩護。
而人民軍也沒有放過這個機會，立刻向瀋陽城發動了進攻。不過瀋陽城的城牆雖然塌陷了多處，但還是有不少俄軍士兵依託殘存的城牆進行抵抗，並沒有出現外圍陣地那種全面潰敗的局面，因爲現在俄軍就剩下這座瀋陽城了，也沒有地方可退，而且昨天的潰敗也引起了俄軍高層的警覺，因此換上了一批軍心、士氣相對較好的軍隊守城。這一下果然取得了一定的效果，至少在人民軍的炮擊之後，俄軍還能堅持抵抗，並且也能給人民軍造成一定的傷亡，想要輕鬆的攻下瀋陽，自然是不可能的。
不過俄軍的抵抗顯然沒有阻擋人民軍的進攻，一方面進攻部隊奮勇冒着俄軍的火力打擊，向城牆突進；另一方西跟隨地面進攻部隊一起協同的迫擊炮部隊立刻展開迫擊炮，向城牆上展開猛烈的轟擊。在這樣步炮緊密的協同之下，人民軍迅速的靠進瀋陽城牆，有的士兵從缺口突進到瀋陽城裏，也有士兵順着缺口爬上城牆，驅趕城牆上的殘餘守軍。而守衛城牆的俄兵有的向城內敗逃，有的在城牆上進行殊死的抵抗，但大勢己去，少量士兵的奮力死戰並改變不了大局，到了中午的時候，人民軍己全面佔領了瀋陽城的城牆，可以隨意的突入瀋陽城中。
這時俄軍已全部退到瀋陽城中駐守，有的逃入在城中設置的據點中繼續抵抗，也有的來不及退入據佔，而是利用街道、建築進行抵抗；不過還是有大量的俄軍士兵向人民軍投降，這些投降的士兵基本都是從外圍陣地退回到城裏的，他們的抵抗意志最低，因此人民軍一殺入城中，就立刻投降。
結果就在這一天裏，向人民軍投降的俄軍竟然多達8萬餘人，這麼多的降兵，也給人民軍帶來了不小的麻煩，畢竟現在戰爭還沒有結束，人民軍的俘虜就多大10萬餘人，這麼多的俘虜不僅需要大量的人員來看管，而且還需要大量的地方安置，另外還要保證俘虜的飲食、以及基本的治療，就算不讓他們喫飽，但也不能餓着，而且不少俘虜都是有傷的。起碼的治療也是有必要的，因此也讓人民軍的後勤人員忙得團團亂轉。
邱亞輝見狀，也只好決定暫緩進攻，先把俄軍的俘虜處理好再說，而且隨着戰事的進展，肯定還會有更多的俄軍向人民軍投降，因此也要做好未雨綢繆的準備。好在是人民軍己經佔領了瀋陽城的城牆，可以隨時出入瀋陽城，而且邱亞輝預計的作戰時間是5-7天，這纔打了兩天，邱亞輝的時間還是十分充足的，完全可以停1、2天的時間。
休戰的3個月時間，讓人民軍的物資貯備十分充份，在兩天的時間裏，共計調集了600餘頂帳蓬，設立了5個戰俘營，不僅將全部10萬餘俘虜全部都容納下去，而且還可以再入住約2萬餘俘虜，另外還有3個戰俘營在建中。
而在解決了俘虜問題之後，邱亞輝才鬆了一口氣，於是又重新指揮軍隊，向瀋陽城內發動進攻。