这时守卫辽阳的人民军共计有6个师，4个团，3个直属炮兵团和一辆装甲列车，并以十里河为核心，组织了防线，在十里河布置了两个师；右翼阵地至小东山口为，布置1个师，2个团；左翼阵地至东羊角湾村，也是布置1个师，2个团，横向展开达15公里，并留下两个师为预备队，3个直属炮兵团由第2军指挥部直接指挥。！
另外人民军还在防线后5公里的位置，抢建了一条临时铁路，可以供装甲列车在防线后方来回行驶，在一个小时内，可以增援到任何一个防线的位置。
这时俄军在沈阳已经聚集了30万左右军队，总计兵力大约是人民军的三倍，而且根据俄军侦察兵的报告，人民军的防线十分简陋，基本就是以战壕为主，再就是堆成的堤坝型土坡，而没有修建任何堡垒，仅仅只是在战壕前150米的距离内，布置了一些铁丝网，及木质的矩马。
林涅维奇收到这个报告时还有些不信，虽然说给人民军的时间不长，但在关建位置修建几个堡垒还是够的，人民军怎么会连一个堡垒都不修呢，因此又亲自到战场去查看，结果证明侦察兵所言不假。而林涅维奇看完之后，心中大定，在他看来，这样的防御阵地应是不难攻破，而这一仗到是大有希望，如果日军再争一点气，把人民军多拖一点时间，说不定还真能把辽阳拿下来。
于是林涅维奇立刻安排部队，俄军的编制和日军不同，是按集团军-军-师、旅编制，在日俄战争之前，远东俄军的主力为第1、2、3集团军，每个集团军下，各辖4-5个军，总兵力约在10-12万之间，不过在战争中，集团军的编制经常被打乱，毕竟三个集团军的单位太少，调动起来太不方便；另外还有海岸防御部队，其中海岸防御部队中，又单设旅顺要塞部队，不过旅顺要塞部队己被日军全歼，而海岸防御部队的其他部队都驻守在海参崴一带地区。
不过在与日军的战斗中，第1、2、3集团军均损失重大，尽管从国内补充了兵源，但现在还都没有满员，只有满编的8成左右，而从欧洲方向调来的军队，一小部份编入第1集团军，因为林涅维奇原来是第1集团军的司令，自然要照顾自己的部队，因此第1集团军到是满员，基本恢复了战斗力；而大部份编组成第4、5集团军，第4集团军总兵力13.5万人，司令是亚历山大.瓦西里耶维奇.萨姆索诺夫中将；第5集团军的总兵力12万人，司令是尼古拉.尼古拉耶维奇.尤登尼奇中将。
这次进攻十里河，林涅维奇决定出动第1、4、5集团军，这是目前远东俄军中最精锐的军队了。由第4集团军为中路，出动约10万军队，第5集团军为右翼，出动军队约7.5万人；第1集团军为左翼，军队约8了人，三箭齐发，向人民军的阵地发动进攻。
由于出战的俄军大部都是从欧洲方向调来的一线部队，军队的装备、训练在俄军中算是比较好的，而且他们没有经历以前的失败，虽然也被俄国低效、糟糕的后勤调度能力弄得在没少受罪，但在心里上到是没有什么阴影，甚致还有一定的自我良好感觉，认为打黄皮猴子，根本不在话下。又见人民军的防线简单，因此一个个也都颇有信心，有不少人甚致想着早点将黄皮猴子打败，好回欧洲去，免得留在这里受罪。
结果战斗打起来之后，俄军才发现人民军的防线看起来虽然简陋，但还真是不好打。由于俄军轻视人民军的防守，因此连炮火都没有准备，就向人民军发动了进攻。那知人民军不仅火力密集，而且还夹杂着大量的小口径炮弹，从距离阵地1000米开始，就向俄军展开了猛烈的打击，打得俄军伤死无数。
而且人民军布置在阵地前铁丝网，矩马更是成了俄军的恶梦，在平时觉得这些东西并不怎样，很轻松的就能搬开或是推倒在地，但问题是现在是战场，在战场上那能容得俄军从容的割开铁丝网，推开矩马呢！而且人民军更是集中火力，向铁丝网、矩马的位置射击，因此俄军几乎是成排成片的倒在铁网线或矩马前。
在人民军右翼的李双台子村阵地，是由一个营的军队守卫大约300米长的防线，而俄军出动了一个团的兵力，向人民军的防线发动猛攻，尽管俄军的士兵表现得非常英勇顽强，进攻也十分坚决果敢，但人民军全营的18挺通用机枪组织成一道密集的火力网，令俄军的进攻几乎寸步难行，由其是铁丝网给俄军造成了巨大的障碍，因此只能向秋收的庄稼一种，成片的倒地，最终俄军伤亡了近700余人，但却连人民军阵地的边都没有碰到。
在人民军中路防线的十里河镇阵地，人民军的一个团守卫着一条大约1000米长的防线，而俄军集中了5个团的军队向人民军的阵地发动进攻。而人民军以机枪、迫击炮、掷弹筒组成一道密集的火力网，给俄军造成了极大的伤亡，尽管俄军冒着人民军密集的弹雨，奋力的撕开了铁丝网的阻拦，一直突进到距离人民军防线50米以内，但人民军的阵地中投出雨点般密集的*，将俄军炸得伤死无数，这短短数十米的距离，竟然就是无法突破，最终付出了2000余人伤亡的惨重代价。