8月10日天气放晴，但硝烟和尘土很快遮蔽了视线。苏军发回报告：“（当天的）主攻位于南面，北部和中部是牵制攻击，目的是夺取城镇，并从背面突入虎头要塞地区”。第1056团和第109筑垒地域在虎头镇卷入激战，正前赴后继地试图夺取码头，第1058团的目标是要塞南郊，其中一部分楔入了守军第1中队的防线。堑壕中刺刀飞舞，哀嚎和爆炸此起彼伏，冈崎哲夫回忆道：“到处都是黑压压的尸体，呈放射状带子连接在一起，简直是一派可怖的、地狱般的场景。”
一名被俘的苏联中尉向日本人承认，战斗打响后，他已经三天三夜没有合眼。“但士兵们决定不浪费时间”，在《为祖国而战的工兵部队》中，作者却用革命热情掩盖了疲倦。为清除工事，突击分队被组建起来，包括步兵排、工兵、火焰喷射器和坦克；而破障小组则由六到八名机枪手及工兵组成。10日深夜，这种战术第一次得到验证：在暴雨般的炮击之后，第1056、1058团和第109筑垒地域三管齐下展开攻击，每个先头连都有一到两支这样的分队，他们趁着茫茫夜色动身，悄无声息地向目标奔去。5点不到，天色破晓，进攻者的身影暴露在枪口下，鉴于伤亡，行动被迫中断。
扎赫瓦塔耶夫接到消息非常惊讶，现在他决定“不再依靠数量而是方法”。第1058和1060团被调走，参加虎林和密山的战斗，要塞则交给炮兵、步兵和坦克攻克。阵地中央的观察哨首先被摧毁，而最坚固的据点则被交给步兵。这体现了典型的蚕食战术，它的关键不在于一拥而上，而是分割、孤立和包围歼灭。11日下午，炮兵第2中队的300毫米榴弹炮遭到攻击，日方被迫在炸毁阵地后撤退。119高地陷入围困，步兵第2中队与主力之间的所有联系中断，但他们将依托工事继续作战。
苏联人在12日花了一整天来巩固阵地，并设置了炮兵观察据点，它们为第224大威力榴弹炮旅提供了精确的引导。下一个目标是要塞核心区域，《八月风暴》中写道：“首先，他们（苏军）占领了堡垒东北端的日军前哨，然后步兵和坦克从西面楔入敌军阵地。同时，东部的苏联军队夺取了守军第3中队的制高点，日军发起反击，双方用手榴弹交战……从这个制高点，苏军派出突击组，渗透进要塞的防御工事里面。”
工兵在通风口点燃汽油，使濒于窒息的日军逃向地面，而坦克则突入炮兵阵地并大开杀戒。虎头要塞已奄奄一息，但正如神话中的多头怪蛇，在不停遭遇重创的同时，它又维持着顽强的生命力。临江台上的日军小队被击溃，8月13日，他们多次反攻均告失败，最后，一名22 岁的见习军官独自冲向苏军，迎接他的是冰雹般的手榴弹。
下一个迎来进攻的是103高地。8月14日的暴雨过后，苏军开始了蚕食和突破。他们向150毫米加农炮阵地冲锋，但遭到了手榴弹和直射炮火的猛烈袭击。晚上，大约15辆坦克出现在103高地以北，朝要塞的主入口轰击了大约一个小时，但85毫米高爆弹并没有给厚达三米的混凝土墙造成破坏，使坦克手们只能悻悻撤退。
8月16日，在倾盆大雨中，围绕中央高地的战斗已接近尾声，再往西，约30辆苏军坦克攻击了步兵第2中队驻扎的145高地。180名守军在一名少尉带领下负隅顽抗，他们中130人是步兵，其余负责操作过时的37毫米反坦克炮。结局是可怕的，当苏军调查人员抵达时，至少100具尸体四散，“军官的死相尤其凄惨”，而他们的死亡仅是延迟了其它地段的陷落而已。
8月16日之后，要塞的战斗彻底沦为一场猫鼠游戏。苏联工兵和步兵占据地面，日本人则在坑道中惶惶不可终日。他们没有投降的打算，这一点在8月17日杀害劝降使者时得到了证明。当所有停火请求均遭到拒绝之后，苏军立刻用弹雨回击。《八月风暴》中写道：“自行火炮、火箭炮和其他武器进驻114高地的背坡，炮火和空袭使日军反击部队死伤惨重。”步兵第4中队位于要塞最北角，号称“固若金汤”的工事在一天之内陷落。炮兵第2中队的据点也摇摇欲坠，到17日只有75名守军幸存，残余部队不得不向主防御工事突围，但大部分被俘虏或击溃。
8月17日大约22点，苏军在强大的炮兵掩护下展开总攻，这次攻击持续到18日黎明——第255步兵营（隶属于第109筑垒地域）试图进入地下，日军则用平射火力回击。为避免伤亡扩大，瓦尔文上校命令部下撤出。虚幻的希望出现了，流言蜚语在守军当中不胫而走：
“一定要坚持到晚上！”
“莫非援军已经来了？”
但到来的只有苏军的重型火炮，第224大威力榴弹炮旅第6连上交了一份报告，宣称仅用八发炮弹就解决了四个炮塔。在重型炮弹的轰击下，混凝土顶盖崩塌，进出通道化为一个小湖，倾盆大雨从弹坑中奔涌而入。战斗胜负已定，唯一的悬念在于结局——确切地说，是守军投降还是鱼死网破。大木大尉已在混战中死去，指挥权归于士官，但士官更为顽固，正如贫困的阶层中多产生狂信者。19日上午，当进攻者逼近时，守军“自决”的爆炸声响起，只有少数人遁入要塞深处，靠污水和干面包苟且偷生。
苏军开始收敛尸体，对守军的命运漠不关心——毕竟，对方弹药告罄，而战争已经结束，强攻只能增加不必要的损失。但是，他们没有忘记在必经之路上架设机枪，在突围的小股日军中，只有少数人得以逃生。
在地下，数百名平民和伤员被士兵挟持，8月9日，他们曾匆匆进入地道，试图获得庇护，但事实证明，这完全是一厢情愿，当军官们置投降诏书于不顾时，便证明了这必定不是一支保护民众的队伍。
肃清坑道的战斗持续了两天。为消除零星抵抗，苏军使用了瓦斯气体，使死亡变成漫长的折磨。23日降临时，只有虎啸山（145高地）处在日军的控制之下。随着乌苏里江畔的炮声减弱，60余名幸存者陷入了迷惘：休战持续了几天，没有人知道该如何行动。有人天真地认为，和平将持续很久，但远方的浓烟打破了他们的幻想——这是苏联人在对主阵地实施爆破。
终于，8月26日拂晓，虎头要塞的末日临近。20门重迫击炮、10门重型榴弹炮和1000名步兵构成了庞大的进攻阵容，而抵御这一切的，只有一门反坦克炮、几挺机枪以及60名形容枯槁的守卫者。冈崎哲夫在一个远离山头的地方站岗，突然，巨大的声响震动了山谷，虎啸山上烟雾弥漫、尘土飞扬，维诺格拉多夫少将决心已下，这是对虎头要塞的最后进攻。
年轻的上等兵呆若木鸡，只能钻进山谷深处，他提心吊胆地紧扣着钢盔，眼前则是如电影般闪现的往事。但死亡没有降临，只有炮弹在近旁留下了一处可怖的深坑。20分钟的折磨结束后，他开始沿赤裸的山脊向上爬去，用仅有的四枚手榴弹驱散了一群苏联士兵。这时空中出现的三发信号弹吸引了他的注意，它标志着新一轮炮击的开始：“山崖崩落出现了意想不到的平地，交通壕已被炮火掩埋，形成广阔的沙砾场，仅留下的小树丛也被炮火成片削去。”
“乌拉”的怒吼声在原野上回荡，幸存的日军也声嘶力竭地呐喊。山顶周围枪声大作，但没过多久，三八式步枪的零星射击就被冲锋枪的急促扫射压过。
许多装束奇特的士兵出现了，他们将一个又一个的包裹装上小车，吃力地推着它向要塞的入口走去。冈崎哲夫被这一诡异的景象吸引，目光死死地盯住他们：那些小车被顶在要塞的通道上，滑向幽深的隧道尽头，三秒钟后发生的一幕令上等兵目瞪口呆，因为要塞内部发生了剧烈爆炸，“甚至大气都像石头一样发出尖锐的嘶鸣”。直到后来，他才意识到，小车上全部是烈性炸药——苏军的目标非常明确，就是将要塞夷为平地。
这种手段取得了立竿见影的效果，地下要塞接连腾起大火，从分水岭两侧喷出滚滚浓烟，新一轮更猛烈的爆炸带来了刺眼的强光，让入口处的士兵陷入了暂时的失明。在此起彼伏的爆炸声中，虎啸山暴露出鲜红色的山体。侧影变小而且模糊，朦朦胧胧地沉入了浓烟之中。此时是1945年8月26日下午3时30分，第二次世界大战的主要战斗至此画上句点，与之伴随的是伤亡惨重：苏军有近500名官兵阵亡，伤者的数字至少三倍于此，这一切原本是可以避免的，但守军相信战死会带来永恒的“荣誉”。
有件事情不得不提，那就是在东西方的传说中，启示总是随着强光与毁灭一道降临，如果说广岛和长崎是这样的一次启示，那么虎头要塞的毁灭一定也是，在那耀眼的白光背后，冥冥之中仿佛有一种信号，而且它不只意味着一个终点，同时也预示着一个新的、多事之秋的开始，在离虎头要塞300公里的朝鲜半岛，美、中、日、俄、韩——五个国家围绕东北亚命运的较量仍在继续，尽管这种较量如今已不再发生于战场，并且抛弃了血腥的形式。
虎头要塞之战双方作战序列
苏 军
第264步兵师（司令鲍里斯·维诺格拉多夫少将，辖第1056、1058、1060步兵团，第825炮兵团）、第109筑垒地域（司令瓦尔文上校）、第8筑垒地域一部、内务人民委员会第57边境警备队、第224大威力榴弹炮旅、第34独立炮兵营、第125坦克旅第3营、第62反坦克炮兵旅一部、第67近卫迫击炮团。
共计约20000人，65门大口径火炮，40辆坦克和自行火炮，至少120门迫击炮和反坦克炮。
日军
第15国境警备队、虎头陆军医院、部分“旭”开拓团成员、伪满“江上军”一部（驻虎头镇）。
共计约2000人，含妇女、儿童和朝鲜劳工。