定北軍第十二師和第十三師，佔領了俄國兵力空虛的伯力城之後，留下了1個團的兵力守衛伯力城，2個師的部隊則向俄國遠東重鎮阿穆爾城急行軍。
在第十四師攻取了斯沃博德內城的9月13日傍晚，第十二師和第十三師的部隊趕到了阿穆爾城下，隨即對阿穆爾城展開了包圍，在天徹底黑下來之前，2個師的定北軍就把阿穆爾城團團圍住。阿穆爾城也就是以後的共青城。
張作霖和李元冬2位師長因爲急行軍，顯的也有些疲憊，張作霖伸了一下腰說道：“還好啊，元冬兄弟，咱們把阿穆爾城的俄21軍給圍在阿穆爾城了！”
李元冬笑着說道：“咱們2個師沒有白跑這一路，只要把阿穆爾城這個21軍消滅掉，整個俄國外興安嶺一帶，就沒有俄軍主力部隊了！”
張作霖說道：“何止是外興安嶺，警衛員，地圖！”
張作霖身邊的警衛員馬上把軍用地圖遞給了他，然後張作霖打開地圖說道：“元冬兄弟，你看，只要我們把阿穆爾城的俄21軍消滅掉，從外興安嶺開始，一直到上面的勒拿河爲分界線。從分界線往東直到最東面的白令海峽和堪察加半島，至少有幾百萬平方公里的土地，俄軍已經沒有什麼部隊了，就連俄國人也沒有多少，幾百萬平方公里的土地可能就十幾萬人。哈哈，元冬兄弟。這是老天爺給咱們倆一份開疆擴土的大功勞啊！”
李元冬看着張作霖在地圖上面畫了大大的一個圈，興奮的說道：“好，張大哥，這份大功勞，咱們兄弟要了！校長也一定不會反對我們2個師奪取這幾百萬平方公里的土地！”
張作霖笑着把地圖捲了起來，遞給旁邊的警衛員笑着說道：“下面咱們兄弟研究一下怎麼拿下阿穆爾城，把裡面的俄21軍消滅掉！”
李元冬考慮了一下說道：“這樣吧，張大哥，正好我們每個師圍住了阿穆爾城2個方向，今天讓部隊休息一晚。明天一大早。我們每個師負責對阿穆爾城2個方向上的攻擊，來個四面開花！”
張作霖點頭說道：“好！就按照元冬兄弟的方法，明天一早大軍攻城！”
張作霖最後又對着身邊幾位2個師的旅長說道：“各部隊晚上小心些，別讓阿穆爾城的俄軍跑了！”
阿穆爾城內俄21軍的指揮部內。21軍的軍長葉夫格尼耶維奇中將愁眉苦臉的對着自己部下的3名師長和6位旅長說道：“現在清朝的定北軍已經把我們阿穆爾城包圍了。雖然總督阿列克塞耶夫給我的電報上面說。如果戰況不利我們21軍可以向東面的西伯利亞地區撤退，但是現在阿穆爾城四面都是敵人，撤退都難了。你們說我們應該怎麼辦？”
1位21軍的師長說道：“軍長，我們21軍雖然有近3萬兵力，可是阿穆爾城我們並沒有建造堅固的工事，面對戰鬥力很強大的定北軍，說實話我們21軍很難守住阿穆爾城，屬下建議，不如我們全軍趁着定北軍立足未穩，全軍向東面突圍，退到東面的西伯利亞地區。”
另外1個師的1名旅長說道：“東面的西伯利亞地區大部分都是無人區，就是有一些小城鎮也不可能提供我們1個軍的補給，到時候不用定北軍追擊，餓也能餓死我們，我的意見既然要突圍，不如向南面突圍，然後我們21軍繞道避開定北軍的主力部隊，撤往海參崴要塞。”
21軍的軍長葉夫格尼耶維奇點了點頭，他其實心中也打算逃走，而且他也傾向於向南面突圍，撤往海參崴要塞。
葉夫格尼耶維奇根本沒有想到開戰後，定北軍能打到遠東腹地的阿穆爾城，所以他帶着軍隊在阿穆爾城，並沒有修建什麼工事。
現在整個俄國遠東戰局糜爛，定北軍的大軍竟然包圍了阿穆爾城，要知道阿穆爾城連城牆都沒有，難道讓21軍靠着一些用麻袋堆起來的臨時工事，抵抗強大的定北軍？
葉夫格尼耶維奇心中已經下定撤退的決心，但是他還是對着其他幾位部下軍官問道：“我也認爲向南面突圍比較合適，你們是什麼意見？”
其他2位師長和5位旅長互相看了看，全部都同意今晚21軍全軍向南面突圍，沒有人願意死守阿穆爾城，和阿穆爾城共存亡，畢竟生命只有一次，這些俄21軍的高層軍官們，還是珍惜自己生命的。
看到部下都同意撤退，葉夫格尼耶維奇滿意的點了點頭，然後看了一下懷錶說道：“現在是晚上7點，你們馬上回去準備，今晚11點，全軍向阿穆爾城南面的定北軍發起攻擊，上帝保佑我們能突出去！”
9月13日深夜11點，阿穆爾城南面圍城的部隊是第十二師的121旅。
121旅在抵達阿穆爾城南面之後，全旅一起動手，挖出了一道簡易的戰壕，因爲張作霖特意交待別讓阿穆爾城內的俄軍趁着夜色突圍跑了，於是121旅的1個團的官兵，就直接靠在戰壕內睡着了，並且安排了夜裡值勤的官兵，防止俄軍偷偷摸上來。
突然1名值勤的士兵藉着微弱的月光，看到阿穆爾城方向好像有一羣黑壓壓的人影在移動，這名士兵用手擦了擦眼睛，沒有錯，確實有人！
“敵襲！敵襲！俄軍敵襲！”這名值勤的士兵頓時高喊着。
整個戰壕的定北軍官兵馬上被驚醒，一看阿穆爾城方向果然密密麻麻的俄軍士兵，正向自己的戰壕靠近。
俄軍也聽到了定北軍戰壕的喊聲，知道已經沒有可能偷偷的摸上定北軍的陣地了。於是俄軍官兵高喊着：“烏拉！烏拉！”向定北軍的戰壕開始發起衝鋒，而俄21軍後面的80餘門75毫米野炮，也開始向定北軍的戰壕開始炮擊，壓制定北軍戰壕的火力，掩護俄軍的衝鋒。
戰壕中的定北軍官兵立刻向衝鋒的俄軍猛烈射擊，頓時激烈的槍炮聲打破了黑夜的寧靜。
俄軍步兵炮火支援下的進攻，差一點就攻進了定北軍的陣地，多虧關鍵時刻，121旅的旅屬重炮團的30門105毫米榴彈炮開始開炮，把俄軍的火炮炸的啞火了。戰壕裡的定北軍官兵才展現出自己強大的火力。把俄軍近萬人的一次衝鋒給打退了。
21軍的軍長葉夫格尼耶維奇看到1個師的部隊突然發起進攻，連定北軍的陣地都沒有攻上去，就被打回來了，而且給步兵支援的火炮還損失了很多。無奈的搖了搖頭。
之後21軍又發起了2次突圍攻擊。但是都被定北軍強大的火力給打下來了。連定北軍陣地的邊都沒有摸到，21軍已經陣亡了不下4000人。
幾位師長和旅長把無助的目光看向了軍長葉夫格尼耶維奇，詢問葉夫格尼耶維奇下面怎麼辦啊？這麼攻也突圍不出去啊！
葉夫格尼耶維奇看到幾位部下的目光。嘆了一口氣說道：“算了，這麼打根本突圍不出去，命令部隊撤回阿穆爾城吧！”
俄21軍突圍因爲定北軍圍城部隊防守的森嚴，沒有成功灰頭土臉的退回了阿穆爾城內。
已經睡着了的張作霖和李元冬被槍炮聲驚醒之後，張作霖看了看炮火照亮的方向，然後睡眼朦朧的嘟囔道：“媽了巴子的，睡個覺也不安穩，半夜三更的俄軍還想偷着溜走，哪有那麼容易！問問121旅情況怎麼樣？”
師部的人員趕快用電臺聯繫121旅，詢問陣地上的情況。
披着一件衣服的李元冬笑着對張作霖說道：“看來俄21軍沒有死戰到底的決心，明天我們的攻城可能輕鬆一些。”
不久之後，121旅給師部來電，張作霖看了電報一眼，對着李元冬說道：“元冬兄弟，沒有事了，俄國的21軍跑不了的，咱們接着睡覺吧！”
果然不久之後，阿穆爾城南面的槍炮聲停了下來，俄國21軍被121旅打回了城內。
21軍的軍長葉夫格尼耶維奇帶着3名師長和6位旅長回到了阿穆爾城內的指揮部，看着臉色都不好的9位部下，垂頭喪氣的葉夫格尼耶維奇說道：“各位，現在咱們怎麼辦？突圍已經不可能了！”
3名師長和6位旅長互相看看，都有些欲言又止的意思。
葉夫格尼耶維奇其實心裡明白，現在只有一條路供自己選擇了，他希望部下們能說出來，這樣他可以順水推舟的同意下來，於是他又掃視了部下一圈說道：“都這個時候了，有什麼不能說的！”
1位旅長磕磕巴巴的說道：“軍長，要不……要不咱們投降吧！”
葉夫格尼耶維奇鬆了一口氣，終於有人提出投降了，他故作姿態的說道：“投降，不太好吧？幾位有什麼意見？”
其他3位師長和5位旅長聽出來，自己這位軍長已經有了投降的意思，於是3位師長和5位旅長紛紛表示投降是一條好出路啊！
最後這位世襲貴族出身的21軍的軍長，決定明天一大早帶領21軍向定北軍投降。
14日一大早，包圍阿穆爾城的第十二師和第十三師，摩拳擦掌的準備對阿穆爾城發起攻擊，這時定北軍官兵發現有1名俄軍軍官打着白旗走出了俄軍簡易的工事，向定北軍的陣地一邊走一邊揮動的白旗。
等這名打着白旗的俄軍軍官走進定北軍的陣地，有定北軍的士兵把他帶到了張作霖和李元冬面前。這名俄軍的軍官對着張作霖和李元冬嘰裡咕嚕說了一大通，張作霖聽不懂俄語，對着身邊一位懂俄語的副官問道：“這個老毛子說的什麼？嘟嘟囔囔說了一大堆，我是一個字也沒有聽懂！”
副官說道：“師長，老毛子說他代表俄國第21軍的軍長葉夫格尼耶維奇，到我們這裡來，要和我軍恰談投降的事宜！”
張作霖頓時瞪大了眼睛說道：“這老毛子也太完犢子了，這就投降了！”
李元冬在一旁笑着說道：“這不是更好，張大哥，咱們部隊免去攻城的損失了！”
在張作霖和李元冬答應保證俄21軍官兵人身安全和個人財產不沒收的情況下，俄21軍近2.4萬官兵向定北軍投降，隨即定北軍第十二師和第十三師進入了阿穆爾城，佔領了這個俄國遠東重鎮。