其中独立三师在锦州战役结束之后就完成了由摩托化师向装甲师的过渡，其余五个师则全部都是摩托化师，每个师除了三个摩托化步兵团之外，还编制有一个装甲团和一个炮兵团。全军共有兵力八万六千余人，坦克装甲车七百一十多辆、火炮七百零八门，其中自行火炮一百三十六门、自行火箭炮七十二门，各类汽车数量为两千八百多辆。
可以想象新一军的机动能力和打击能力有多么的强大。
而新一军的行动比另外两个方向提前了四个小时，没有经过炮火准备，于凌晨三点就以独立三师打头开始了突击，通过三座浮桥，不到二十分钟就穿透了本溪北面日军一个旅团防守的太河防线，将这股已经被打得七零八落的日军交给了后续的十五集团军的两个师来收拾，自己则马不停蹄的继续向前开进，一路基本没有受到多大阻碍，当早上七点其他两个方向开始正面攻击时，新一军已经前进了六十多公里，完成了一大半的奔袭路程。
上午将近十一点，独立三师到达了沈阳以东二十公里的浑河南岸，随即以缴获的六辆日式战车伪装成日军，夺取了浑河大桥，然后几十辆坦克装甲车迅速过河驱散了北岸的“满洲国军”。
在独立三师通过公路桥的同时，舟桥和工兵部队则在公路桥的一侧另外架设起了两座浮桥并开辟好了道路。
新一军的车辆太多，而且还要考虑公路桥的荷载，装甲车辆和汽车都必须拉开距离慢速通过，如果只用一座桥，一整天都不一定能过完。
独立三师先头部队刚通过浑河大桥向北行进了仅四公里，就听前方传来了剧烈的爆炸声，随着天空中又有数架战斗机越过独立三师呼啸着向前飞去，爆炸声和飞机机炮的射击声更为激烈了。
不一会儿，独立三师就接到了空中侦察机的通报，一支上百辆满载日军的汽车队正向浑河大桥开来，空军战机正在对其进行打击。
独立三师师长董云福马上下令前卫团迅速出击，八十几辆坦克装甲车立刻加大油门，以最快的速度向前冲去，当见到了瘫痪在公路上的日军车队之后，就拉开了一字阵型，沿着公路和两旁的高粱地向日军包抄过去，不到十分钟就把近两公里长的日军车队给围了起来。
本来董云福还惦记着这些日军汽车，但估计到日军已经察觉到了新一军的动向，当务之急是迅速插到沈阳东北侧切断沈阳与长春方向的通路，于是一狠心就下达了速战速决的命令。
二十多分钟后，躲避在汽车旁顽抗的一千多日军就全部被歼，一百二十辆卡车在空军和地面的联合打击下，只剩下了二十多辆完好的，其余的残骸都被坦克装甲车迅速的推到了路边，新一军的钢铁洪流又开始向前奔去。
午后十三点三十分，独立三师到达了沈阳东北十八公里的预定地点，切断了沈阳通往长春方向的铁路和公路，并截获了大批由沈阳往外逃跑的日本侨民和为满洲国官员的家眷。
下午十六点，七十五师也紧随而至并马上展开，在推土机的配合下开始构筑起了防御阵地。
接到新一军迂回成功的报告之后，五战区指挥部里顿时欢声一片，这个关键的步骤一实现，沈阳战役就大局已定。
截止十八点，西北集群和中路集群也进展顺利，分别逼近到了距沈阳只有二十和二十五公里的地带。
晚上十八点三十分，何欣怡在广播里向全国播报了第五战区已向沈阳发起进攻、并在沈阳外围地区歼敌两万余的重大战报。
“终于动手了！”这是大多数听众听到战报后的第一反应。
自辽东登陆后，人们都猜想到了东北战场的下一个目标会是沈阳，等待了将近两个月，人们终于盼来了这个消息。
而且既然是何欣怡亲自在前线播报战报，说明中国军队已下定了夺取沈阳的决心。
当晚商店打烊之前，中国各城市的收音机、扩音机和喇叭的销量顿时猛增，短短一两个小时，很多商家都卖断了货。
而何其轩夫妇和谢茂学夫妇，这时才知道何欣怡这次外出是又上了前线，不由得抱着果果一阵揪心。
蒋介石在二十点刚过就给谢昌云打来电话道：“昌云，你这个时机选择的很好，望前线将士再接再厉，九月十八日你们如果能够光复沈阳，我会亲自发表广播讲话，并动员举国庆祝。”
自1931年九一八事变之后，蒋介石因不抵抗丧失东北而被千夫所指，连在国民党内的地位受次事件牵涉也差点被颠覆，因而想借光复沈阳之机一扫十三年阴霾的心情极为迫切。
十四日晚，沈阳外围战场相对平静，除了四航司和美国航空队夜航飞机为阻止日军在主要地段抢筑工事而进行的不间断空袭外，五战区的大部分部队都在抓紧时间进行补充和休息，以为每天的大战养精蓄锐。
当然也不是所有部队都能休息。在东线，新一军的一个汽车团不顾辛劳返程回去，将十五集团军的一个师运到了沈阳以东地区。
东线集群的部署是：
以十五集团军的一个师以桃仙镇为中心展开，保护集群的侧翼；以十五集团军的另一个师部署在沈阳以东地区，担任对本溪方向的防御；以七十五师在沈阳东北警戒长春方向；以独立三师和二一八师，二一六师和二一七师、军属装甲旅为攻城集团，分别从东和东北两个方向同时向沈阳发起进攻。
新一军各师的攻击力量都十分强大，而十五集团军的一个师和七十五师如进行阵地防御，每个师都足可以抗击日军两个师团的进攻，加之沈阳外围日军这两个方向的工事和兵力又相对薄弱，所以东线集群从防御到进攻的兵力都完全够了。
九月十五日六点，中国军队开始了空中和地面的火力准备。
六点三十分，地面部队向日军的外围防线发起了进攻。
独立三师的董云福下定了决心要夺得攻进沈阳的头功，早上五点就开始排兵布阵，进攻一开始，所属的三个装甲团就一起出动，展开了四公里多宽的攻击面，前面是扫雷坦克开路，中间是近三百两坦克装甲车，后面是各团的摩托化步兵营，最后是四十多门自行火炮，如潮水般的朝着日军的防御阵地扑了过去。
在独立三师攻击路线上进行防御的是日军的一个旅团和“满洲国军”的两个团，设有两道防线和几十座碉堡，但这几十座碉堡在空中飞机和地面炮火的打击下已经被摧毁大半，而且日军除了反坦克地雷之外，又没有阻止中国装甲部队的有效武器，只能眼睁睁的看着中国军队的坦克装甲车迅速越过雷区杀了过来。
独立三师刚接近敌军阵地，“满洲国军”首先发生了溃败，防线上一下就形成了两千米宽的缺口，中国军队的坦克装甲车从这个缺口突入之后，立刻向日军守卫的阵地的侧面展开了攻击。
与独立三师并行攻击的二一八师，这时也对日军的一个联队和“满洲国军”的一个团展开了围歼。
独立三师要争功，别人也是一样。何况二一八师一半以上的官兵都是东北籍，报仇雪耻的决心更为坚定。
董云福一见情况不妙，便立刻命令第三团迅速脱离战场继续向前进行攻击。
而二一八师也如法炮制，留下了半数兵力负责消灭残余日军，其余则部队跟在装甲团的后面进行开始了攻击。
两个师就这样互相彪着劲、谁也不甘落后，在空中战机的密切配合下，仅用了三个半小时就突进了十三公里。在这个地点，沈阳高大的城墙和城外大片被炸成了废墟的残垣断壁已可尽收眼底。
一直猛冲猛打的独立三师和二一八师于是都停了下来。