年8月9日5时30分，苏军轰炸机群空袭海拉尔日军兵营等军事设施后，海拉尔日伪特务机关立即展开大逮捕，将相关苏联人和中国人，全部予以“归案”，并对“甲类"“严重处分者”立即予以杀掉。此前，凌晨4时15分，日寇驻海拉尔关东军独立混成第80旅团接到第师团关于苏军“全面入侵”，部队应立即紧急集合的命令。4时30分鬼子各部队“非常呼集”，部署各项应变措施。苏军轰炸机群空袭后，海拉尔关东军宪兵队本队和特务机关，以及伪兴安北省保安局等单位，即派出警特人员立即出动，按照早在年根据伪满洲国保安局制定的《战时有害分子判定要领》建立的《第三种要视察人名簿》,将预定到时逮捕扣押的对象，全部予以搜捕“归案”，并按“要领”规定适时做出紧急处置。在该《第三种要视察人名薄中，根据人员的不同情况区分五类，其中的“甲类"属于“严重处分者”。所谓“严重处分”即予以杀掉。
据此，在关东军特别警备大队、伪省警务厅、市国境警察队本队、省保安局的协同行动下，于9日早8时左右，首先将在海拉尔家中的年龄在18~45岁的男性苏联公民，以及无国籍俄罗斯人中政治上有反满抗日亲苏情绪者，全部拘捕。苏侨米罗维奇、毛尼及教堂神父等人闻风逃跑，日伪特务第一拨共拘捕18人。9日晚，连同此前在押未结的当地居民中的政治案犯，以及被捕获在押的苏联情报人员等共90多人，其中还包括从王爷庙抓来的韩桂林等四名有反满抗日言行的“国事犯”，一起押到伪省警务厅后院空地上。日伪特务将在押人员五花大绑，之后包围上去，用战刀进行砍杀。有的被砍头，有的被腰斩。半个小时之内，90多人全体倒在血泊之中。日伪特务们将尸体与残肢埋于院内，上覆草垛。
此时，伪第10军管区军法处监狱还押着一批待判决的政治犯，这是日伪特务不论军民，凡涉及触犯日寇所谓《军事机密保护法》、《国境地带保护法》等案情的，一律由军法处实行“军法审判＂，被日伪警察于当晚撤逃前也烧死在狱中。满洲里人郭连富，被审判为通苏嫌疑犯，因他精通日、俄两种语言，日寇佐藤监狱长和山崎军法处长留他一命，作为逃跑时的翻译和带路人。与此同时，在铁道北司法监狱还押着一批有“散布流言蜚语”罪而被判五年以下徒刑者，也要被就地执行。9日中午时分，日伪警察正赶来点名提人准备拉出行刑时，警报突然响起，苏军机群当日最大规模的空袭开始，日伪警察迅速四散奔逃。此次空袭持续时间较长，日伪警察逃走后再未回来。在押人员王庆昌、刘开玉、吴学忠、“郭老西子”,还有“刘瓦匠”等十多人，被监狱伙夫张根喜、韩廷福两人打开牢门，砸开镣铐放出。海拉尔日军部署了关于如何在苏军逼近海拉尔要塞之前紧急处置市区内兵营、仓库、医院桥梁等重要目标，防止其落入苏军之手的事项。日寇部队以中队为单位，成立了每五人一组的“烧却处理班”。
当晚10点左右，苏军突破日军河南台阵地，快速奔袭，歼灭了日军守桥小队，夺取了横跨海拉尔河的农林桥。苏军进入海拉尔东北郊后，日寇各“烧却处理班”开始行动，海拉尔四周各营区立即升起腾腾的浓烟烈火，迅速连成一片。几个日军弹药库中未能运出的多余弹药也被引爆。东山下兵器厂院内的日军兵站弹药库，弹药储量极大，被引爆的弹药火焰冲天，响声震耳。东山下日军汽车修配厂油库的几个大型油罐遇火后，像巨型炸弹似的发出隆隆响声，带着火光向上冲起几十米高。伪第10军管区机关、医院和设在南屯的骑兵第50、51团营房也同时被点燃。一部分日寇“烧却班“人员窜进市区街道，将一些非军用设施也一起烧掉。从伪”市长公馆"、“满洲赤十字病院”"到河西桥头街的“满洲生活必需品株式会社"、“满洲电业＂、“满洲映面馆“、兴安北省官史会馆”及“消费组合”、“慰安所、“兵寮”，以及中央大街的电报电话大楼、“满洲中央银行分行"、日本人开的“鱼菜组合”等几家商店、洋行全被大火烧毁。海拉尔市“火烧连营”，满天红光，数十里外明晰可见。在苏军已进入市区正向铁路车站方向推进时，日寇又引燃了电厂发电机组上安装的大当量炸药，因导火线受潮失效而未能引爆。市区北部的呼伦桥，由于苏军快速、突然的出现，打乱了日军“烧却处理班＂的行动时间表，该桥未等日本人爆破，即被苏军抢占。海拉尔战斗中，苏军名官兵牺牲。
苏军进驻海拉尔后，发现草垛、监狱等各处埋尸、焚尸地点，始由被害者家属收拾残缺的遗体，备棺安葬在海拉尔西山公墓，并立碑纪念。幸免于难的中苏人员，纷纷协助苏军打击鬼子。被日寇裹胁的翻译郭连富下落不明。丧心病狂残杀苏联和中国抗日人员的日伪特务，以及＂烧却处理班＂日寇，陆续被击毙和逮捕法办。
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