9月14日，锦州城总攻开始。
上午10时，上千门火炮和上百架飞机对城内进行破坏射击，并在城墙上打开了多处突破口，锦州城内顿时成了一片火海。
11时左右，随着炮火的逐次延伸，各突破口的部队发起了猛烈的攻击，展开了城防突破战。
在城西北的突破口上，部队抵近到铁路路基下，向第二道工事发起冲击时，路基西侧铁桥旁一座地堡里，两挺重机枪从侧后突然开火，将攻击部队压在了路基下面，这是守在第二道路基多处的倭军趁机反扑，城内的倭军炮火也跟着打过来，封锁突破口，进攻的部队处境十分危急。
这时第二集团军第五军十八师的炮火从城外打来，240毫米重炮的炮弹狠狠的砸在地堡上，爆炸的巨大威力将地堡的顶部完全掀开，地堡内的敌人被尽数炸死，这种情况还发生在这场战役中的很多地方。
帝国军官兵们大喊着“冲啊”从突破口猛烈地冲击敌人的阵地。
城南的九集团军的突击分队冒着炮火，沿交通沟迅速通过开阔地，涉过小凌河，当炮火延伸时，已经扑到了城墙的突破口处。
右翼第二十六军七十六师突破口上，五团四营长赵远第一个冲到城下，战士朱云山乘机登上城垣，竖起帝国军军旗，中弹牺牲，赵营长也身负重伤，他忍痛爬上突破口，再次竖起军旗。
这时旗杆被炸断，他负伤昏倒，一营长刘金又高举起了炸断旗杆的军旗，大喊“兄弟们冲啊！”。
突然一营长又负伤倒下，营长李玉民第4次把军旗竖在突破口上。
这样的英雄事迹在这场战役中数不胜数。
突破城防后，各部队迅速向城内扩张，同守军展开巷战，夺占了国际仓库、法院、监狱、红十字医院、市政府、省公署大楼、交通大学、神社、中纺公司、瓦斯会社、指挥部、中央银行、铁路局大楼、青年馆电影院、税捐局等要点。
城北的三集团军九师二十七师一团一营越过铁路，直插白云公园，这时锦州府的天网锦州府分部的领导人马希林为部队带路，不幸中弹负伤后牺牲。
在部队向中央大街发展时，迫使倭军五十五师团投降。
战斗到15日中午，倭军残部全部退入老城内，共约6个师的残部兵力3万余人。
前线指挥部下达了黄昏前一定消灭锦州之敌命令。
老城方圆不足4平方公里，四周有高约10米、顶宽4米的砖土城墙，城墙顶端间隔50米筑有一钢筋混凝土结构的伏堡，并以交通壕与掩体、掩蔽部、小堡相连接。
重要地段设有地雷、铁丝网，城内利用坚固建筑物构成核心据点，主要街心、巷口等交通要道均设有暗堡、铁丝网等工事障碍物，城北有宽约5米的外壕一道。
14时，攻打老城战斗开始，第七集团军第十九军从东南角担任主攻，第二十军从东北角突破，第二集团军四军从城北进攻，仅15分钟就在南门一举登上了城墙。
各部队攻入城内，多路并肩突击，勇猛穿插，将城内守军分割，各个围歼，其一部向城西北角外逃窜，被第七集团军和第九集团军城外部队堵截。经过31小时的激战，帝国军攻克了锦州。
锦州周边残敌亦被肃清。
敌军东西两个兵团援军尽皆被帝国军阻拦，倭寇从海上运输援军的计划也因为帝国海军在锦州府周边海域内取得制海权，空军取得制空权而不得不取消。
若这支援军及时抵达锦州府，锦州府内的倭军在海军的配合下可能还会有一线生机等来其他两个兵团的增援。
但东海海战的战败使得倭国海军失去了对帝国海军的优势，已经没有能力在帝国海岸线附近与帝国海军争夺制海权。
空军上的对比则更甚，由于帝国空军的战机十分先进，在双方的空军战斗中，倭军几乎无法取得任何的胜利，更不用说取得优势制空权以增援地面部队了。
帝都方面获悉锦州决战取得了胜利，17日，行政部部长宋姮为帝国中央官府起草贺电：“朱民，陈中奎，徐棠诸同志，并转参与此战役的帝国军全体同志们：
庆祝你们此次歼敌十余十万，克复锦州府的伟大胜利。这一胜利出现于你们今年后半年的全面反攻的开始阶段，新的胜利必将继续到来。望你们继续努力，为全歼入侵关外的倭寇，完全收复关外三省和取得帝国八十多年来第一次对外战争的全面胜利而战！”
帝国中央官府和帝国皇帝秦牧高度赞扬克服锦州府作战的胜利。
秦牧于10月19日亲自致电尚在前线的朱民，陈中奎，徐棠等帝国军将领，赞扬道：“帝国军在你们的指挥下表现出了优秀的精神，士气和战术素养，你们指挥得当，让帝国上下极为欣慰，帝都方面传令嘉奖。”
此战战果极为丰富，帝国军全歼锦州府守军，俘倭军锦州府守军总指挥冈村上将、第6军军长和副军长，第3军军长等一众倭军高级将领，为帝国在战争中进入战略反攻奠定了基础。帝国军克复锦州府期间，白川大将曾亲自飞到奉天部署指挥，又率领海军总司令山本大将、空军总司令永野大将乘“翔鹤”号航空母舰亲自督战，但是在帝国海军的威胁下，其结果只是望洋兴叹。
锦州府的收复给帝国关外的百姓以极大的鼓舞。锦州决战的胜利，为实现帝国中央官府关于发动一场战略决战以取得战略反攻态势奠定了基础，加速了收复关外三省进程。
锦州决战的胜利，也极大的锻炼和考验了新整编之后的帝国军，取得了丰富的战斗经验。
战后，倭军被迫将主力从长城沿线撤回关外，驻扎到奉天至新京一线以抵抗帝国军的反攻攻势，而熊军也暂停了进攻的脚步，表露出单方面停火休战的意味。