采取围三缺一的方式，希望能够逼走俄军。但因为俄军准备充分，且火力碉堡修建完备，且扶余县车站内还有两个装甲列车车头，可以提供充分的火力支持，使得中国对火车站的进攻遭到了顽强的阻击。
为了保证进攻质量，避免太大伤亡，393旅旅长山西籍军官陕西武备学堂三期毕业军官商震下令暂时停止强攻，随即派遣军队在扶余县的中东铁路周围进行破坏拆迁。俄国人为了阻止中国军队对铁路的破坏，不得不派遣军队出城扫荡。
17日，经过了一夜精心的准备，393旅重新对攻克扶余县城进行了安排，由炮兵营对扶余县最薄弱的防御点进行炮击，随后由一团进行突击。由于火力强大，俄军兵力准备不足，一团攻破北城门，并开始组织登城。而在北城城墙失守之后，随着中国军队进入扶余县的士兵越来越多，其他城墙旋即失守。
中午，三团占领扶余县俄国人的华俄道胜银行扶余分行，道胜银行大楼是扶余县最高的建筑物，占领道胜银行之后，商震下令将炮兵营调到银行上去，让人用绳子将大炮吊上楼顶，利用增加高度，来增加射程，继而对车站进行精准打击。
夜间，除扶余车站外，各处军被攻克。
18日中午，随着393