西元1935年，9月初。營口至大連方向。

北疆軍的推進速度比日軍預想的快。第二機步師和新編第三師在營口完成休整後，沿鐵路和公路分兩路南下。第二機步師沿鐵路線向大連方向推進，裝甲車在前，步兵跟進；新編第三師從西側沿公路向南，切斷大連與旅順之間的陸路聯絡。騎兵師在鐵路東側的原野上展開，負責側翼掩護和遠端偵察。空軍的偵察機每日從營口機場起飛，對大連外圍和港口方向進行不間斷的空中監視，將日軍的防禦佈置和撤退動向逐日標註在作戰地圖上。

9月3日，第二機步師的前鋒部隊抵達大連以北約五十里的得利寺附近。日軍在大連外圍設定了多道防線，利用山地和丘陵地形構築了工事，並在鐵路沿線佈置了裝甲巡邏車。第二機步師的先頭營在得利寺以北與日軍警戒部隊遭遇，雙方發生短暫交火。日軍警戒部隊在火力接觸後迅速撤退，沿鐵路線向南收縮。第二機步師沒有追擊，在得利寺附近停下來等待後續部隊。

同一天，新編第三師從西側推進至大連以西約六十里的熊嶽城附近。熊嶽城內的日軍守備兵力不多，在得知北疆軍逼近後放棄了外圍陣地，向南撤退。新編第三師進城後接管了城內的火車站和倉庫，倉庫裡存放著一批未來得及運走的軍用物資，包括彈藥、汽油和冬裝。警察部隊隨後跟進，在城內主要路口設定了崗亭，內政人員開始登記居民資訊和恢復市場秩序。

騎兵師在東側推進時，發現了一條通往大連方向的舊驛道。這條驛道繞過日軍的正面防線，從東側的山間穿過，可以直達大連港的側後方。巴特爾在確認了驛道的通行條件後，命令騎兵團沿驛道向大連方向偵察前進，在沿途的重要路口設定了觀察哨。

9月5日，海軍從海參崴港派出了兩艘舊式驅逐艦和一艘炮艦，在大連港外海進行巡邏。艦艇沒有進入港口，只在港外航道上巡航，監視日軍在港口方向的動向。偵察機從營口機場起飛，對大連港內的日軍艦船進行了低空偵察。照片顯示，大連港內仍有數艘日軍軍艦和運輸船停泊在碼頭上，部分船隻正在裝載物資，碼頭上堆著尚未運走的彈藥箱和糧袋。港外的航道上佈設了數道水雷，由日軍的佈雷艦和岸防炮臺共同守衛，近岸防禦佈置嚴密。與此同時，日本方面從大連港撤出了部分駐軍。連續數日，大連港內的運輸船頻繁離港，向外海方向行駛。船上載有駐軍人員、行政人員和部分物資，從港口方向不斷有船隻駛離，在港外海面匯聚成編隊後向南航行，逐漸遠離港口。

9月7日，北疆軍的偵察機發現大連港內的日軍艦船數量明顯減少，碼頭上堆放的物資也少了許多。部分倉庫的大門敞開，裡面的物資被搬空了大半，地面上散落著被丟棄的木箱和包裝材料。港區的防禦陣地上，部分哨位已經空置，只剩下尚未拆除的臨時鐵絲網和沙袋。

老子在哈爾濱收到了大連方向的偵察報告和海軍巡邏報告，在書房裡把當前態勢在地圖上重新標了一遍。第二機步師在新編第三師和騎兵師的配合下已經推進至大連外圍，三面合圍的態勢基本形成，但港口方向仍被日軍的佈雷區和岸防炮臺封鎖，海軍不便直接進入港口水域。日軍仍在繼續從海上撤離，部分艦船已經離港，但港口內仍有殘餘兵力駐守。

他在桌邊坐了一會兒，對蔣百里說：“大連的日軍在撤退，但沒有完全撤走。他們留了一部分人在港口固守，可能是為了掩護最後一批人員登船，也可能是為了爭取時間破壞港口設施。不能讓他們把港口炸了。讓第二機步師加快速度，從陸路向港口方向推進，不等炮兵就位，先切斷港口與市區的聯絡。騎兵師從東面驛道迂迴到港口側後方，封鎖從港口通往旅順的公路。海軍暫時不進入港口，只在港外監視，防止日軍從海上增援。”

命令在當天下午傳至前線。第二機步師和騎兵師按計劃調整了部署，加速向港口方向推進。

9月9日，第二機步師的先頭部隊抵達大連市區外圍。城內的日軍殘餘兵力在港口方向集中，市區內的防禦較為薄弱。第二機步師從北面進入市區，沿主要街道向港口方向推進，沿途只遇到零星抵抗。日軍在市區內沒有大規模設防，大多數街道上空無一人，商鋪和住宅的門窗緊閉，偶爾有居民從窗簾縫隙後面向外張望，看見穿灰藍色軍裝計程車兵經過時沒有出聲，只是繼續在窗簾後面看著。

同一天，騎兵師從東面驛道迂迴至大連港側後方，在大連港通往旅順的公路交匯處設定了攔截陣地。陣地構築完成後不久，一支日軍運輸車隊沿公路由北向南駛來，試圖撤往旅順方向，被騎兵師的攔截火力截住。車隊由三輛卡車和兩輛裝甲車組成，在遭遇攔截後試圖調頭向北突圍，但被騎兵師的交叉火力封住了退路。經過約二十分鐘的交火，日軍的裝甲車一輛被擊毀，另一輛在轉向時陷入路邊的排水溝，卡車上計程車兵在短暫抵抗後投降。騎兵師繳獲了一批物資和檔案，其中包括部分大連港的防禦佈置圖和撤退計劃。巴特爾在戰鬥結束後讓人清點了繳獲的檔案，把其中幾份標註了港口防禦佈置的圖紙挑出來，派人送往後方。

當天傍晚，第二機步師的先頭營推進至大連港區外圍。港口區的入口處設定了鐵絲網和沙袋工事，日軍殘餘兵力在工事後面進行最後的抵抗。第二機步師在港口入口處停下來，等待後續部隊和炮兵就位，沒有貿然發動進攻。

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