不過儘管動用了一切偵察手段，但由於這一帶的植被過於茂密。一個下午外加一夜的戰術偵察，但是取得的效果很有限。王效明帶著幾個作戰參謀，在天上整整盤旋了一個下午，也只找到了幾個比較明顯的重炮陣地和反坦克壕，以及部分的前沿工事群和各個要塞群之間的鐵路線。
儘管偵察效果並不是很明顯，但杜開山依舊決定按照原定計劃發起攻擊，並掩護軍區直屬偵察旅李明瑞所部展開秘密的滲透行動。按照計劃，杜開山的三縱從北面的閻王殿一線，向北面的四零九高地、北天山、出丸山一線發起攻擊。
王效明則指揮二縱隊主力，除了留下兩個團固守三岔河，阻擊琿春方向的日軍之外。王效明親自指揮四個團，沿綏芬河兩岸直撲三角山、麻達山一線。重點則放在了整個東寧要塞群的制高點三角山一線。
馬其昌則統一協調各個重炮群，與各個縱隊屬炮兵以及旅屬炮兵相互配合，為步兵的攻擊提供火力掩護。同時夏伯勳則親自指揮航空兵，對日軍各個山頭，尤其是各個要塞群的連線處實施地毯式轟炸。
為了這次作戰，航空兵將手頭僅有的一千五百枚一百公斤以上規格炸彈全部拿了出來。同時在穆稜機場儲備了四百枚各種規格的燃燒彈和凝固汽油彈。這已經是航空兵能拿出來的所有可用於空襲的各種炸彈。
當九月十四日正式攻擊發起後，夏伯勳親自帶隊升空作戰。出動了所有轟炸機群對東寧要塞群的各個重要目標實施了覆蓋式的轟炸。並組成了空中引導組，引導部署在縱深的重炮群，對日軍高射炮陣地進行遠端火力打擊。
儘管日軍的主要工事群和火力點，主要面對東部的蘇聯方向，但依舊給攻擊部隊帶來了難以想象的困難。其炮兵火力點部署在側後方向的雖然不多，但形成的交叉火力，給攻擊部隊依舊帶來了不小的傷亡。
為了掩護部隊攻擊，減小攻擊部隊的傷亡，摧毀日軍火力點。馬其昌不惜冒著炮彈打過界的風險，將兩門二百四十毫米加農炮推進至距離戰場不足五公里的地方抵近射擊，儘可能的加大炮彈的穿透力。
雖然上有空中掩護，下有重炮配合，但第一天激戰下來進展依舊很有限。除了將日軍大多數移動高射炮陣地摧毀，以及切斷了日軍各個要塞群地表上的交通之外，其他方面的進展極為緩慢。
儘管為了掩護攻擊部隊，北線炮兵叢集在第一天的作戰中，就一口氣打掉了三千發炮彈。但杜開山親自指揮的北線的部隊只佔領了四零九高地的表面陣地。北面日軍主要的要塞群北天山和出丸山，卻依舊控制在日軍手中。
而在南線，王效明指揮的二縱雖然以一個團傷亡過半的代價，攻佔了整個東寧要塞群制高點三角山的表面陣地，並搶佔了綏芬河兩岸，將整個東寧要塞一分為二。但對麻達山一線的攻擊卻是屢次失利。
面對著第一天下來，只攻佔了兩個永備工事群表面陣地難堪的戰局，彈藥、尤其是炮彈消耗嚴重。戰至黃昏，杜開山下達了暫時終止繼續向縱深攻擊的命令，先集結重兵清剿已經佔領的三角山、四零九高地地下工事的命令。
在第一天的戰鬥結束後，杜開山與王效明兩個人碰頭後，都看到對方眼中無奈的神色。第一天的攻擊，兩個縱隊加起來傷亡三千餘人，所得的戰果卻只有十一個山頭中的兩個的表面陣地。
而王效明所部，因為還沒有裝備火焰噴射器，加之缺乏類似的作戰經驗，傷亡數量還要大於杜開山所部。尤其是王效明手頭的一個主力團一個下午便傷亡三分之一，其團指揮所受到日軍炮火襲擊，團長負傷政委犧牲，把王效明心疼的直跺腳。
看著眼前在夜色之下顯得黑壓壓的群山，杜開山沉默了好大一會才道：“老王，明天不能在這麼打下去了。要是咱們在一個山頭一個這麼硬啃