0分，日军首先以野炮群发炮，引诱东北军重炮还击，以便目标发现后，再针对过去观测的目标进行修正，然后以重炮给东北军炮兵以毁灭性轰击。
第二炮群的野炮，集团轰击了一个小时，东北军炮兵是否入了圈套，炮兵指挥官们还看不出来。到了7时30分，又引诱轰击了30分钟，西岸上炮兵阵地仍无反应。内山少将等得有些不耐烦，命令两个炮群在8时，作全效率攻击射击，并建议小松原中将命令步兵于午前10时整发动进攻。10时师团长的出击令传达到了各联队以至各个大队。
8时整，日军全部大炮一齐射击，重炮联队的口径160毫米长60厘米的弹头，从步兵后方十几公里的阵地上飞向桑叶河西岸，吼声如雷，地动山摇，震撼着草原大地。各师团的山炮、迫击炮、步兵炮也同时助射发威。从开战到现在，日军从来没有动用过这样大规模的炮兵，在日本陆军战史上，这也是空前的第一次。内山少将能同时指挥着338 门野战重炮和472门野炮进行齐头并射，其心情的兴奋是可想而知。日军炮兵阵地上热火朝天，人马繁忙，阵地上的炮弹壳堆积如山，滚动着的灼热的弹壳，黄闪锃亮，摸来烫手。炮手们满身是汗，大声喊叫着将炮弹推进弹膛内。桑叶河西岸台地上，一处连一处升起了黑烟，西岸斜坡上的汽车和装甲车，成群的往台地后坡驶去，乱轰轰的一片。从观测气球传来消息，东北军炮兵至目前最少被消灭了10处主要阵地；东北军大炮正用牵引车拖着在变换阵地；很多炮兵中队的炮兵被打成哑巴，不能回击。总之，效果显著。…；
内山少将命令：炮火延伸射击，炮击延长一小时，也就是说步兵在11时发起冲锋。
午前10时；东北军的数架“披毛犀”重型战斗机低空飞行，在离地面仅数米沿着沙丘起伏棱线，直奔日军的各个观测气球冲去。一通机枪扫射，一个个气球在“嘭嘭”的声声爆炸中，如同一只只硕大的火球，附向草原，大片的碎片冒着烟火在空中飞舞。吊篮上的日本观测军官早被机枪打死，随着观测气球爆炸后，日本炮兵顿时变成了瞎子，停止了射击，好长时间后才在地面观察哨的间接观测计算中，重新喷吐着炮火。炮群整整射击了一天。
成千上万吨的钢铁倾泻在西岸台地东北军炮兵阵地上了。弹药上的一次消耗在日军战史上是惊人的。可是，东北军的炮兵并没有明显的削弱，中午过后，东北军大炮在转移到新的放列阵地后，开始反击。炮弹如同倾盆大雨，而且越打越猛，使得内山少将无比惊讶，纳闷东北军怎么有这么多的大炮，难道日军炮击并没有获得预期效果？从一天中的炮战判断，东北军大炮每门发射量，最少也有四五个基数，可以推断东北军弹药储备相当充分，而且火炮性能良好。
这一天，日军第2飞行军团轻、重轰炸机，每6架一组，约120架飞临桑叶河上空，东北军地面上的6个高射炮团的l00余门高射炮奋起迎战，炽密的高射炮弹飞向高空，散发着千万朵白色的弹花。100余架中国飞机也迎面飞来，双方飞机在桑叶河上空穿梭般地战斗着，日军第2飞行军团的飞机被击落34架，狼狈逃走。
在当天炮击前，日军各步兵大队已接到在午前10整全体出击的命令。后来内山少将临时决定炮击延长一小时，步兵出击改在11时，由于双方炮战激烈，阵地上到处落着炮弹，各联队与各大队的通讯时断时续，电话线被炸成碎段。为了修复，成班的电话兵被炸死，有的大队从炮击一开始就与联队失掉联系。因此，延长一小时出击的命令，一些步兵大队和中队并不知道。
10时整，也就是双方炮战白热化时，最前沿的几支日军主攻部队跃出了战壕，喊着“万岁！”向岸边东北军阵地冲锋。这样一来，冲锋的步兵不单受对到面东北军的炮火和机枪的轰击扫射，而且