罗岳是在下午1点钟时收到人民军获胜，基本歼灭北线俄军的消息，那么这一次作战的目地也都基达到了，于是罗岳立刻下令，命猛士车队和装甲列车立刻赶到北林站，和海军陆战队第1师汇合，然后马上沿铁路线西进，攻取牡丹江火车站。
牡丹江火车站位于牡丹江和海兰河的交汇处，在这个时代是吉林省的重要城市，当然这个时代还没有牡丹江市的存在，这一带地区的名称叫做宁古塔，喜欢看清宫剧的人对这个名字应该不会陌生，清廷的罪犯通常都会被判“发配宁古塔充军”。
现在牡丹江火车站不仅是这次俄军进攻的总指挥部所在，也是哈尔滨的东面门户，因此占领牡丹江站，不仅像征着这次作战的完美结束，同时也能够直接威逼哈尔滨，调动驻守沈阳的俄军。
这时海军陆战队第1师已休息了一上午，精力有所恢复，因此在下午2点左右时，和猛士车队、装甲列车汇合，从北林站出发，直扑牡丹江火车站。并且在下午5点时到达牡丹江火车站。而这时牡丹江火车站已是一座空站，俄军早已从这里撤离，退回到哈尔滨去了，于是人民军兵不血刃，就占领了牡丹江火车站。
原来俄军的主将沃尔科夫中将在今天一早得知北林站失守的消息，尽管这时还没有收到北线俄军的消息，但沃尔科夫十分清楚，俄军的大势己去了。其实就在昨晚沃尔科夫收到南线俄军败北的消息时，沃尔科夫就知道，俄军己经没有取胜的机会了，因此在今天一早，就命人准备好火车，随时都准备出发。
当然这时沃尔科夫还有最后一个期望，就是北线的俄军能够顺利的撤回到牡丹江站来，这样俄军还能够沿牡丹江布置防线，阻挡人民军的进攻，守住哈尔滨的门户。但在中午的时候，沃尔科夫最后收到北线的俄军在渡河的时候，遭到人民军攻击的消息，沃尔科夫也只能长叹一声，知道自己的最后一个期望也落空了，而人民军的下一步肯定是来进攻牡丹江站，因此沃尔科夫登上火车，下令放弃牡丹江站撤回哈尔滨。
到这时为止，这一场甴俄军发起，试图复夺海参崴的战争，也全部结束，这一次战争历时共计有9天时间，俄军约投入9万兵力，人民军的兵力是7万3千，结局是人民军共计歼灭俄军51427人，俘虏27793人，其中包括有3名中将，8名少将，再加上失除和无法统计人员，俄军最终逃回哈尔滨的，不到1万5千人，而且所有团级以上建制全部被打乱；另外人民军还缴获火炮127门，步枪35487支，手枪178支，各种炮弹7610发，子弹200余万发，火药1873公斤，刺刀56912把，指挥刀216把，各种驴马牲口8000余匹，马车374辆，帐蓬2738顶，粮食计约65吨，草料约100余吨，火车头3辆，车厢20节。
而人民军自身阵亡士兵5287人，受伤8157人，失除217人。而且这一战结束之后，人民军不仅巩固了海参崴，并且将战线一直推到牡丹江西岸，距离俄国远东总督府所在的哈尔滨只有350公里，而且沿途基本是一马平川，没有什么险要地区。而更为重要的是，人民军己基本歼灭了俄军除驻守沈阳之外的绝大部份军队，可以说现在的哈尔滨既无险可守，也无兵可用，处于极为不利的局面。
胜利的消息传回到青岛，军事工作组的成员们也都松了一口气，老实说在这场战争之前，他们也都有些紧张，因为按照军事工作组制定的突击海参崴计划，人民军攻占了海参崴至双城子一线之后，俄军肯定会抽调沈阳的兵力回防哈尔滨，这样东北战区的人民军就可以趁势进军，占领沈阳，然后两线合击，进攻哈尔滨。但俄军的应对却有些脱离预定的剧本，俄军并没有从沈阳大规模撤军，仅仅只调回了两个师，然后东拼西凑居然还真拼出9万多兵力发动了复夺海参崴的战争。