俄國人躲在院子裡頭，他們依託了院牆組成了防禦陣地，好幾個試圖從院門衝進來的中國士兵都被打倒了。雖然知道未來的戰鬥他們必死，可是這些俄國人也都參加過昨天在城內集體屠殺被俄國人當作農奴的當地人的行動。手上沾過血，他們也沒了退路。那些如狼似虎的中國人不會饒過城內的俄國人。現在也就是殺一個夠本，殺兩個賺一個。
方才的排槍射擊之後，俄國人趕緊裝子彈，準備下一波的戰鬥。他們的前裝槍射速完全比不了後裝槍的中國部隊，每個俄國人都是拚命的裝填子彈。可裝完之後過了好一陣，中國士兵卻沒有繼續進攻。正在疑惑之時，就聽到一聲巨響，然後房側的牆壁被炸開一個大豁口，片刻之後，手雷從這個豁口裡面嗖嗖的飛進來。沒等俄國人明白過來，連串的爆炸就讓院子裡面的俄國士兵們死傷狼藉。
戰鬥進入到核心的區域之後，光復軍的傷亡越來越大，俄國人因為密集，傷亡更大。此時的俄軍就利用房屋製造的工事進行抵抗。光復軍第一輪的進攻部隊已經非常疲憊，第二輪部隊採取了穿牆的巷戰戰術。
只要確定了房屋內有俄國人在，院牆穿牆一波，接著是俄軍負隅頑抗的屋內再穿牆一波。人類就是有這麼一種習慣性思維，總覺得堅固的房屋是安全的，是可以依靠的。穿牆戰術就是一舉擊破最安全的部分，讓敵人的錯覺成為光復軍的最佳助手。
一座座房屋組成的防禦體系被擊破，俄軍在街上建成的工事也是以房屋為依託的，房屋失守，工事隨即告破。此時包圍圈越來越小，俄國人到了山窮水盡的地步，甚至發起了反衝鋒。反衝鋒就是殘酷無比的肉搏戰，前排的俄軍還有些步槍，可步槍只能打一發。跟在後面的俄軍乾脆就拎著從黑龍江將軍府的兵器庫裡面拿到的大刀長矛。殘酷的肉搏戰竟然能打倒堆積的屍體積成了「路障」的地步。
加特林多管機關槍是裝在小型炮車上的，部隊沒佔領一條街道，一個巷子，就會在路口設置機槍陣地。屍體的路障一旦形成，中國軍隊就開始撤退。等稍微拉開距離，加特林多管機關槍就會抓住機會開始加入射擊的行列。轉眼間，整條街就堆滿了路障，流淌的鮮血在地上竟然能夠埋到腳面。
經過一天的廝殺之後光復軍已經殺紅了眼，充斥全城的血腥氣更讓這些軍人殺性大起。消滅了敵人抵抗與反擊之後，部隊見到沒死的俄國人就開槍，也不管這些俄國人是站著、跪著，或者躺著。
打倒了下午七點，只剩下城市中心的俄國陣地還沒有落入光復軍手中。光復軍一面對佔領的地區仔細的清剿，一面開始準備兵力與火炮準備最後的進攻。此時暮色蒼茫，在過兩個小時，天色就無法支撐戰鬥。這正好是一鼓作氣的好時機。對面是俄國人在城市中心修建的一個巨大的堡壘，看來俄國人是真心要把齊齊哈爾當成他們在遠東的中心。堡壘十分高大，比城外的堡壘更厚實許多。
俄軍在堡壘外設置了陣地，那是由矮牆組成的兩道圓環狀陣地。大量的俄軍躲在裡面負責防禦，步槍接連不斷的發射著子彈，密集程度還相當不低。
部隊暫時停止進攻，炮兵部隊開始圍攏，步兵抓緊時間吃飯，好進行最後的進攻。在戰鬥中還沒什麼，可等大家開始吃起東西，濃濃的血腥味讓不少指戰員都忍不住嘔吐起來。
就在戰場短暫進入安靜期的時候，俄軍派出了幾個人，他們手中的木棍上高高挑著白旗，還儘力用不刺激光復軍的速度擺動，儘可能讓光復軍看到在空中飄揚的白旗。
「打到這會兒了，俄國人竟然想起投降了？龜兒子算盤打得倒是精啊！」連長怒不可遏的用四川話罵道。
指導員操著廣東味的蹩腳普通話在旁邊說道：「不能當眾擊斃使者，這是紀律。」
「老子就是知道不能打，才氣的杠杠的！」連長惱怒地說道。
不管中國軍人什麼態度，但是俄國人舉著白旗繼續向中國陣地這邊走。眼瞅著就要到了近前。
「天色都這樣，萬一司令部真的和俄國人談，我們今天豈不是打不了了？戰線離的這麼近，晚上俄國人突圍怎麼辦？」連長對著指導員嚷嚷著。
連長的話沒錯，可指導員是專門接受過教育的，他只能勸道：「你把他們打死，責任就大了。」
連長也知道這裡面的責任，他真的一時興起把使者給斃了，真的沒辦法向上面交代。連長命令警衛員親自以最快速度把俄國使者送去營部，自己則繼續做戰鬥準備。
營部現在和團部在一起，從團部拉了一條電報線通到總指揮部，不到十分鐘，營部就把俄國使者給送回去。營裡面的通訊員對連長說道：「營部命令，7點30分繼續開戰。」
連長拿出懷錶一看就樂了，這已經7點28分了。兩分鐘的時間只夠俄國使者回到他們的陣地，而戰鬥立馬就能繼續開始。
最後的總攻是以拖進城內的75炮開始，跑車輪胎上黏著厚厚的一層混合了泥土的半凝固汁液，散發著超級濃厚的血腥氣。炮兵沒有在城內廝殺一天，他們忍不住眉頭緊皺，有些人乾脆一隻手工作，一隻手捂住口鼻。
步兵們此時也沒心思管這些，大家緊緊握住武器，希望用最後的體力完成這場進攻戰的最後一步。
隆隆的炮聲響了起來，75口徑的炮彈擊中了巨大的堡壘，不少炮彈竟然被攤開了。這下觀察員也有點懵了，俄國人為了修建這樣的堡壘，到底花了多大的人力啊。看來想敲開這烏龜殼子，非得用200炮這樣的利器了。
十二門炮轟擊了五分鐘，堡壘外面被打得石屑亂飛，落在地上的炮彈炸的煙塵蕩蕩，但還是沒能打開這堡壘的缺口。倒是堡壘外面的俄軍守備陣地中的俄國人被堡壘反彈的炮彈炸的死傷累累。有些俄國人看樣子已經頂不住了，他們也不管炮彈橫飛，撲倒大門處瘋狂的捶打著緊閉的大門。可大門始終沒有打開的意思，任由外面的防禦士兵們哀求。
這舉動還引發了炮兵的注意，看到有可能打破的大門，炮兵集結了三門火炮對著大門的方向猛烈開會，隨著一連串的爆炸，那些聚集在門口的俄國人消失在濃煙與火光裡面。
這一通炮打了二十幾分鐘才停歇下來，堡壘還在那裡巋然不動，外圍的防禦陣地倒是被摧毀了。營長此時也到了前線親自組織戰鬥，他喊道：「準備上爆破組！」此時的天色更暗，反倒是給了爆破組很好的機會。既然用火炮打不破堡壘，那就用炸藥包把堡壘炸開。
也就在此時，堡壘的好些小窗戶裡面都伸出了白旗。指揮員們愕然的對視，如果俄國人不是在誘騙光復軍的話，那就是俄國人真的要投降了。俄國人殺了城內近兩萬當地人，與光復軍又進行了慘烈的攻城戰，打到這個時候了，他們居然要投降。難道他們真的認為光復軍會放過他們么？
「現在的情況我們無法受降！」一個有點嘶啞的聲音說道。營長與連長轉回頭，卻見到師長不知道什麼時候帶著團長趕到了前線。
見大家不吭聲，師長再次用有點嘶啞的聲音說道：「用爆破組把這個堡壘給炸開！我來承擔責任！」
1872年5月29日晚9時10分，光復軍炸開了齊齊哈爾城內俄軍的最後堡壘，部隊一涌而出，與根本沒有投降打算的俄軍進行了激烈交火。最後全殲了敵人。
5月30日，江對面的俄軍也被殲滅。齊齊哈爾戰役終於結束了。
兩天內，俄軍被俘人員被槍斃在他們自己挖好的大坑裡面，連同俄軍戰死者一同被邁進了大坑。另外，城內發現的被俄國人殺死的18000多名當地人。而且還發現了俄軍之前埋葬被殺的當地人的十幾處萬人坑。當地人被殺的總數大概在7萬人以上。
俄軍共有兵力52000左右，共被殲滅49432名。有一部分是俄國人派出來截斷光復軍運輸線的部隊，這些人反倒是僥倖逃生。
光復軍共出動151883人，戰死3068人（含重傷不治），受傷9266人。這是光復軍歷史上第一次真正的傷亡過萬。
奪回了齊齊哈爾之後，光復軍陸軍與海軍一起北上，到了8月底終於肅清了黑龍江以南地區。因為部隊要在當地做過冬準備，除了小部隊在大興安嶺肅清俄國據點之外，部隊沒有繼續北上作戰。
9月9日，英國大使陪同俄國大使一起去中國外交部，俄國大使提出了強烈抗議，抗議中國在遠東對俄國人進行了種族滅絕。
外交部長左志丹說了兩句話，就讓俄國大使滾蛋了。
第一句，「中國從來沒有對俄國進行過種族滅絕！」
第二句，「俄國人怎麼跑到中國領土上來了？」
9月12日，英國大使與法國大使聯袂拜見中國外交部長左志丹，提出英國與法國對遠東局面「極為關注」。
左志丹很含蓄的表達了中國方面認為英國與法國「咸吃蘿蔔淡操心」的立場。
早在4月18日，日本明治政府已經擊敗了南下本州島北部的蝦夷共和國的陸軍。