就在罗岳指挥军队，进攻旅顺的时候，在辽河一线，战斗也同样在激烈的进行着。
人民军第2军在5月12日向日军的辽河防线发动进攻，并在5月13日凌晨成功突破了辽河防线，攻占了辽中，不过也陷入到受日军两线夹击的不利局面，而为了打破这种不利的局面，巩固人民军在辽河东岸的立足点，因此第2军的司令员邱亚辉决点，立刻进攻日军的沙岭堡阵地。
邱亚辉的作战计划得到青岛指挥小组批准之后，立刻开始着手安排进攻沙岭堡的兵力布置，第2军将出动2师、9师连同两个后备团，共计3.2万兵力，进攻沙岭堡，由8师驻守辽中，17师仍然驻守辽河西岸，以防日军的进攻。
5月15日，人民军是分兵两路，由9师的和后备1团沿辽河-双台子河进军，7师和后备2团沿外辽河沿岸进军，对沙河堡形成钳制之势。
其实在人民军计划进攻沙河堡的时候，日军也在计划两路夹击辽中的人民军，5月14日夜，驻守沙岭堡的第11师团接到辽阳满洲军司令部的命令，命第11师团出兵，协助平安堡的军队，夹击辽中的人民军。因此日军第11师团在5月15日一早出击，沿着辽河-双台子河一线向辽中进军。
辽中和沙岭堡相距大约55公里，因此双方在上午10点的时候，日军第11师团的前部军队和沿辽河-双台子河进军的人民军前部军队在于家房镇附近遭遇，发生了战斗。
这确实是一场遭遇战，因此双方都有些措手不足，不过双方交火了大约30分钟之后，日军主动后撤，退到黄沙坨镇，在11点的时候，日军又放弃了黄沙坨镇，退回到沙岭堡。原来是日军的侦察兵发现了另一路沿外辽河进军的人民军，这才知道原来人民军出动大军来进攻沙岭堡的第11师团。
在这种情况下，第11师团师团长土屋光春中将决定撤回沙岭堡去防守，因为日本在沙岭堡驻守了2个多月的时间，构筑了比较完善的防御工事，而且人民军出动大军来进攻沙岭堡，那么辽中的守备兵力就必然空虚，而这时日军己经出动大军，从平安堡方向进攻辽中，因此只要第11师团守住沙岭堡3、5天的时间，进攻的人民军就必然撤军去回援辽中，这时第11师团再趁机发动反击，就有可望一战制胜。
下午2点，第11师团退回到沙岭堡，土屋光春立刻给辽阳满洲军司令部发电，说明自己的战术计划，3点40分时，第11师团收到了辽阳满洲军司令部的回电，认同土屋光春的作战计划，并且要求土屋光春必须在沙岭堡守卫3天以上的时间，并且尽力拖住人民军，给平安堡方向进攻争取时间。
日军在沙岭堡防线共布置了3个前沿阵地，分别是棠树林孑、富家镇、兴隆台，都是沿辽河布置，其中兴隆台的位置偏西，不是人民军进攻的方向，因此日军重点防守的地区还是棠树林子、富家镇这两个阵地，于是土屋光春派第10旅团守卫这两个阵地。
不过在沿外辽河方向，却没有己完成的阵地，而在仓促之间，也无法布置好完整的阵地，因此只能靠沙岭堡阵地抵御人民军的进攻。沙岭堡阵地主要是由周边的马道口、西杖口、破台子、九台子村、富庄口等几个阵地组成，由第22旅团负责守卫。
5月15日下午4时，人民军的两路军队都逼近了沙岭堡。不过人民军并没有急于进攻，而是布置阵地，建立司令部，并且观察敌军的兵力布置、战场等等，同时还等着后续的炮兵部队到达。
晚上8点，炮兵部队也都到前线，而在此期间，日军发起过两试探性的进攻，但人民军的守备严密，日军没有占到任何便宜。而击败了日军的进攻之后，人民军又布置炮兵阵地，设置观察点，分派兵力、制点作战计划等等，一直忙到夜间12点多才基本告一段落。
当然日本在试探人民军的同时，也抓紧这最后一晚的时间，加固阵地工事，增强自已的防御力。
5月16日早晨7点，人民军向两路军队同时向日军的阵地发动进攻。