К исходу 17 ноября дивизия, почти целиком уничтожив 14-й китайский полк, вплотную приблизилась к Чжалайнору, но овладеть городом не смогла.
Ранним утром авиаразведка обнаружила крупные силы белокитайских войск, двигавшиеся от станции Цаган к осажденному Чжалайнорскому гарнизону. Блюхер реагирует на это быстро и жестко: он приказывает Вострецову поставить плотный огневой заслон подкреплению из Цагана и к 12 часам дня во что бы то ни стало взять Чжалайнор.
Приказ командарма Забайкальская группа выполнила точно и в срок. Мощной артподготовкой цаганская «помощь» была остановлена. Одновременным штурмом 36-й стрелковой дивизии и подошедшими полками 35-й Чжалайнор к середине дня был захвачен. Остатки гарнизона попытались вырваться, но за городской чертой попали под клинки Кубанской кавбригады.
Захват Чжалайнора был первым этапом операции. Второй этап — Маньчжурия.
36-я дивизия вышла на южный участок Маньчжурского узла и соединилась с частями 21-й Пермской дивизии, блокировавшими укрепрайон с запада. Чжалайнор-Маньчжурская группировка оказалась в окружении войск ОДВА, ей окончательно были отрезаны все пути для отхода. Чтобы избежать напрасного кровопролития комкор Вострецов предъявил окруженным ультиматум о безоговорочной капитуляции. Командующий белокитайскими войсками Лян Чжуцзян капитулировать отказался.
На следующий день бои вспыхнули с новой силой. На передовые линии наступающих войск выехали Блюхер и член РВС Доненко. Слух об этом моментально разнесся по фронту. Позже командир 35-й дивизии П.С. Иванов вспоминал о том, какое огромное влияние оказало на красноармейцев присутствие на поле боя командарма и члена РВС. Находясь в наиболее ответственных местах развертывающихся под Маньчжурией сражений, они нередко брали на себя руководство конкретным боем. Непосредственная живая связь с бойцами в значительной мере усиливала боевой порыв подразделений и содействовала успеху.
Красные полки вновь штурмовали сильно укрепленные позиции. Здесь по рекомендации командарма, как и под Перекопом, Волочаевкой, успешно применялся блюхеровский метод прорыва обороны противника волнообразными атаками. Первый эшелон атакующих занимал окопы переднего края, забрасывал гранатами блиндажи и, не задерживаясь, шел вперед в глубь обороны. Очистка блиндажей от вражеских солдат, подавление локальных очагов сопротивления производилась вторым и третьим эшелонами.
108-й Белорецкий полк 36-й дивизии преодолевал наиболее укрепленную полосу китайской обороны. Неся большие потери, батальоны никак не могли пробить эту «проклятую полосу»: сказывалось пятикратное превосходство обороняющихся. И тогда на этот участок была направлена единственная в Забайкальской группе рота танков МС-1. Появление на поле боя танков вызвало у противника замешательство. Командир 108-го полка отмечал потом, что танки оказали бойцам неоценимую боевую и, особенно, моральную поддержку. Своим появлением и огнем они вносили деморализацию в ряды противника. С помощью танков полк, наконец, опрокинул врага и ворвался на окраину станции Маньчжурия.
Утром многочисленные отряды китайской конницы и пехоты хлынули из города Маньчжурия на юг. Они шли напролом, не считаясь с потерями. Кубанская кавалерийская бригада и Бурят-Монгольский кавдивизион с шашками наголо кинулись на прорывающихся. Поле покрылось множеством убитых и раненых…
Части 36-й Сибирской и 21-й Пермской дивизий вошли в город. Гарнизон сдался. В плен попал весь штаб Чжалайнор-Маньчжурской группировки во главе с Лян Чжуцзяном.
К исходу 20 ноября Блюхер телеграфировал в Реввоенсовет Республики:
Войска Забайкальской группы ОДВА в последующие дни овладели станцией Цаган и городом Хайлар.
К этому времени сводная группа Лапина разгромила в Приморье гарнизон Мишань-фу. Были захвачены штабы 1-й Мукденской кавалерийской дивизии и 1-й стрелковой бригады. В боях там было уничтожено более тысячи белокитайцев.
