Решительные действия и техническое превосходство передовых отрядов вызвали отход японцев на тыловые оборонительные рубежи, что позволило главным силам наших войск двигаться в колоннах, значительно повышая темпы наступления.
Первоначально из-за упорного сопротивления и тяжелой таежной местности медленно продвигались войска Дальневосточного фронта. Но и здесь им удалось прорвать оборону противника и создать условия для продвижения в глубину. Войска двигались сквозь тайгу, выдвинув вперед инженерную разведку, обозначавшую трассу пути. За ней шли танки передовых отрядов, ломая деревья. Двигаясь уступом, танки прокладывали широкие колонные пути, а шедшая за ними пехота и саперы передовых отрядов растаскивали поваленный лес, расчищая дорогу.
В разгар наступления пришлось принимать решение на применение спецбоеприпасов, когда выяснилось, что захватившие остров Полонского японцы спешно готовят там укрепления. Решение было тяжелым, ведь на острове могли остаться наши солдаты, но необходимым. Из-за большой площади острова по нему применили опытную, только что изготовленную термоядерную бомбу. Результат превзошел ожидания - авиаразведка показала, что на острове не осталось никаких войск и укреплений, только у берега приткнулись несколько полузатонувших поврежденных судов.
Как и 'прошлый раз' в будущем, упорное сопротивление японцы опять оказали на подступах к реке Мулинхэ и городу Муданьцзян. Получив разрешение ГКО Р.Я. Малиновский приказал отправить к оборонявшимся парламентера с требованием сдачи. Ни одному парламентеру до японского командования добраться не удалось, несмотря на белый флаг, японцы открывали огонь на поражение. Тогда с бомбардировщиков были сброшены листовки на японском и китайском языках с предупреждением, что в случае продолжения сопротивления на оборону будут сброшены сверхмощные бомбы. После их применения местность будет заражена, поэтому предлагается всем жителям покинуть город. Одновременно такие же предупреждения передали по радио и через громкоговорители. Через сутки на укрепленный пункт перед рекой Мулинхэ с Ту-4А сбросили бомбу РДС-1 (из тех пяти, что хранились в районе Арзамаса-16). В целом ее применение было признано неудачным - переменившийся ветер отнес радиоактивные осадки в сторону советских войск и Приморья. Морально-психологическое воздействие на японцев оказалось ниже ожидаемого, а мощность взрыва - недостаточной для полного подавления обороны. Бои за Муданьцзян и после атомного удара продолжались двое суток.
Но с каждым днем становилось все яснее, что несмотря на все попытки сопротивления Квантунская армия обречена. Теперь оставалось только добивать ее, неся новые потери или ждать разрешение на капитуляцию армии из Токио.