据史料记载，许多东北军因为措手不及被日军用刺刀捅死在床上。
胡玉海说，当时连队下令不许抵抗，炮声响了之后北大营的参谋长赵镇藩向旅长请示，旅长王以哲在市内，王以哲说：你先主持一下，我去和代司令荣臻商量办法。结果荣臻告诉他不许抵抗：如果敌人进来的话，把枪放在仓库里头，我们坚决不能抵抗。
忍无可忍的士兵与日军展开了肉搏
为了弄清当天晚上北大营士兵的情况，胡玉海在80年代就走访了当时健在的北大营官兵。
胡玉海说：“北大营当时620团第三营第九连连长正好当天晚上是值日官，当敌人打进来之后团长没在，值日官把这四个连的连长都集中在一起，然后下令把部队带入战斗岗位，这时候团副回来以后下令必须撤回来，有的战士痛哭流涕拿拳头往墙壁上打，意思就是：这叫什么事？！人家都砍我们头了我们还不反抗，这怎么能行呢？！”
陈广忠回忆：“开始打仗了，连长说听命令，但是听什么命令？电话机让日本人砸了，连长一看没办法，一团快打完了，又来打二团，连长说：咱打吧，别等命令了！这就打了。”
620团的团长王铁汉听到炮声后赶回北大营，在忍无可忍的情况下，被迫率部向日军还击。陈广忠回忆说：“日本兵穿着黄军装，带着王八帽子，就在我们对面喊喊杀杀的，跟鬼叫一样。到最后一清点，光我们一个班就死了6个。当时我受伤了，嘴都打穿了，牙龈和牙都打没了，剩几个牙都拔了。”
北大营官兵在旅参谋长赵镇藩的指挥下，向沈阳城外的东山嘴子撤退，就这样，12000多中国官兵在600多日军的驱赶下，于凌晨5点全部撤出北大营。
据事后统计，北大营一战，中国军队伤亡335人，失踪483人，日军死亡2人，受伤20多人。
1931年9月18日晚上10点多钟，日军开始向东北重镇沈阳发起进攻。
