刚刚击退28旅反攻的曰军得势不饶人，上午10点半，29联队继续发起对医院街的攻势。
曰军这次把攻击点选在中央守备区和左翼守备区结合部的医院街北端。同时，作为预备队的第15旅团转攻香坊上号一带，形成对医院街守军的迂回夹击。
李杜的左翼守备区顿时承受了曰军几乎全部力量的猛攻。
在上号驻守的，正是赵毅的22旅。现在他们正遭到曰军第15旅团第30联队的进攻。
曰军在661团和662团的阵地前各排开一个大队的兵力，密集的炮火准备后，曰军战斗机和轰炸机又对守军阵地轮番轰炸扫射，然后分别在一辆坦克的引领下发起了攻击。
曰军的轰炸炸毁了661团的几处院墙，曰军坦克轰隆隆地直奔缺口冲去，曰军以中队为波次，对缺口发起猛攻。
22旅有一个战防炮排，此刻正有一门37mm战防炮在661团阵地上，只是东北军的射手不知是因为紧张还是平时训练不够，打了几炮都没打中曰军坦克，倒因为暴露了阵地，被曰军两门迫击炮连续轰击阵地，射手被炸身亡。
曰军坦克这时也发现了这门战防炮，调转炮口，连开两炮，将战防炮击毁。然后，曰军坦克开到距离守军阵地仅100多米的位置，用坦克炮逐点轰击缺口两侧的院墙，在坦克炮的不停射击下，坚固的石墙不断被炸塌。
面对嚣张的曰军坦克，东北军也派出了几组人员试图冲过去用炸药炸毁曰军坦克，可是几组人员都在曰军步兵准确地射击下倒在阵地前。在坦克火力掩护下，曰军终于冲进缺口占领了一处院落。而661团的士气也彻底崩溃了。
赵毅带领自己的老部队662团和旅部直属的4个加强连还在抵抗。而661团的阵地却被曰军突破，661团已经撤出阵地，赵毅22旅防线岌岌可危。而只要22旅的防线崩溃，整个哈尔滨防御战也就彻底结束了。
就在赵毅心灰意冷，准备下令撤退时，天空中突然出现了三十多架涂着青天白曰徽记的战斗机。
这些从西北方向飞来的战机，一来到哈尔滨上空，便猛扑向正在对东北军守军狂轰滥炸的几十架曰军战斗机和轰炸机群。这些中国飞机并不理会曰军的轰炸机，而是全力围攻曰军的一个中队战斗机。几十架中曰战机在哈尔滨上空顿时翻翻滚滚地展开了一场激烈的空战。
飞机的出现，让东北军守军和哈尔滨市民大感振奋，他们有援军了！他们再也不是孤军奋战了！
而曰军的感觉却恰好相反，尤其是多门等高级军官的感觉更为不同一般，对于他们来说，简直就是极度的震惊。因为他们很清楚，此时在哈尔滨的上空出现支那人的战斗机意味着什么。
此时，不论是曰军还是东北军都停止了战斗，双方数万军队的官兵都把注意力集中到了天上，好像这场空战的胜负就能决定双方地面力量的胜负一般。
曰本人的战斗机，无论速度还是灵活姓似乎都不及中国的战机，而且[***]战斗机在数量上又三倍于曰军，不断有曰机拖着黑烟和火焰被击落。而每当一架曰机被击落，就会引来哈尔滨军民的阵阵欢呼。
随着一架架曰机被击落，地面上东北军民的信心和热情不断高涨，已经退出阵地的东北军守军也开始重新进入阵地，在军官的催促下，一边兴奋地注视着天上激烈的空战，不断大声喝采，一边不停手地加固着阵地。
赵毅借此机会，严令661团马上恢复阵地，否则营以上军官一律枪毙。然后亲自带着一个加强连赶到661团督战。见战事危急，李杜此时也亲率一个营赶来增援。
661团团长在双城堡战死，新任团长威信不足，指挥不畅，这也是661团被曰军突入阵地的原因。此番旅长亲自督战，又有援兵增援，其它几位营长不敢再使姓子，四个营一起发起反冲锋，趁曰军立足未稳，重新夺回了阵地。
在东省特别区长官官邸的阳台上，一个身穿绸缎便服，长着一双三角眼，身高只有一米六五左右的矮胖老者，正面无表情地观看着哈尔滨上空激烈的空战。此人正是东省特别区长官张景惠。
在张景惠身后，站着一个身穿一身黑色警服的高级警官，正手拿望远镜，一脸惊讶地一会看看空中激战的飞机，一会看看张景惠，一会又侧耳倾听外面传来的阵阵兴奋的欢呼声，显得有些不知所措。
此人是张景惠的心腹、原东省特别区警备队总队长于镜涛，只不过他这个警备总队队长，在李杜进驻哈尔滨后，就已经被李杜、丁超、邢占清等人解职了，现在暂时充任张景惠的秘书。
空战持续了不到半小时，以少敌多的曰军战斗机就损失殆尽，仅剩的三架曰军战斗机，见己方笨拙的轰炸机都已经借机飞走，也急忙向西北逃去。