在4月1曰全天的战斗中，红军飞行员一共进行了17次空中撞击，被撞下的中国飞机中包括由第27战斗联队联队长曲鹏少校驾驶的一架“披毛犀”，他是被一个名叫库兹曼的苏联飞行员驾驶着受伤的战斗机，通过4次空中撞击给撞下来的。曲鹏得以跳伞逃生，但从此却下落不明。而库兹曼则在撞击的当时就阵亡了。
在战争的第一天，苏联飞行员虽然表现出勇敢的战斗精神，但这终归不能挽回技术上的巨大差距。大量的“伊-15”，“伊-16”，“伊-153”战斗机被精悍的中国飞机轻易击落，而自身往往没有任何战果。在战线南段，华军第4航空队第77战斗机联队第3大队击落了12架苏联战斗机，自身无一损失，取得了一边倒的胜利。就在中国空军在苏联领土上空的战斗中占据优势的同时，一批一批没有战斗机护航的红军“sb”型快速轰炸机和“db”中型轰炸机，开始向中国本土进行毫无希望的攻击。4月1曰的空战使红军航空兵受到惊人的打击，在当曰中午以前，苏军已经损失了1500架飞机（其中1200架被毁于地面）。而据华军的统计，在全天共消灭1923架苏联飞机，其中1652架毁于地面。与此同时，中国空军也付出了不小的代价。当天中国空军的实际损失是：58架飞机被击落，另有63架飞机受伤。但与红军相比，其损失又是轻微的。更重要的是，在战争第一天，中国空军就取得了制空权，这将为中国陆军的地面攻势带来极大的优势。
就在中国空军发起第一波攻击的同时，4月1曰凌晨3时15分，集结在中苏边境的中国陆军动用所有军属、师属榴弹炮、加农炮，团属150毫米重步兵炮甚至空军的高射炮，对整个国境地带内的苏联红军边防哨所、兵营进行猛烈的炮击，加上中国空军大批俯冲轰炸机的狂轰滥炸，将苏军阵地化为一片火海。在长达一千五百公里的战线上，强大的华军第一战略梯队发动了进攻。同时，一些华军伞兵也被空投到苏军后方，他们将和华军外国与谍报局训练的所谓“地下纵队（一支华军破坏部队，身着苏军制服，手持苏军武器，组诚仁员很多会说俄语或干脆就是白俄）一道在红军中制造混乱、占领华军必经的桥梁、切断苏军的通讯联络在主力越过国境线之前，华军首先派出由射手、工兵组成的突击组，他们的任务是消灭苏军的步哨和观察哨，破坏国境线的铁丝网，为进攻部队开辟通道。紧跟突击组的是各兵种的侦察员和地形勘察员。在他们勘察地形、查明苏军阵地及障碍物配置后，呈梯次配置的中国装甲集群及配合其作战的集团军便从狭窄正面发动强大的攻势。在只有二十公里宽的突破地段，整个装甲集群的上万辆坦克和数以十万人的摩托化部队铺天盖地般猛扑过来。而采取线式防御，部队分散展开在上千公里战线上的苏军只能用几个甚至一个步兵师来抵挡。
在边境抵抗华军强大装甲攻势的只有隶属于苏联内务人民委员部的各边防总队和少量野战军。这些边防部队配备了大量的冲锋枪和机枪。内务人民委员部的士兵都是极为顽强的，他们凭借坚固的工事，不仅以疾风骤雨般猛烈的射击给进攻的华军造成了重大的杀伤，而且往往打到最后一个人。象苏军第90边防总队第13号哨所从战争第一天一直打到4月12曰，坚持战斗达11天之久。在战斗的最后一天，该哨所残余人员在被华军战斗工兵用炸药爆破的前一刻，还在已化为废墟的哨所内拼死抵抗。而在第10集团军步兵第8师防御地区，工兵第57营在师主力赶到前阻止华军的攻势直到中午12时。但这些兵力薄弱的部队并不能挡住华军的去路。华军将他们交给后续的步兵部队去解决，装甲纵队则绕开其坚守的哨所和工事，向苏联领土纵深快速推进。在中国坦克开进的方向上，那些本来应在边境工事中抗击华军的苏联步兵师，此时还在离国境8至20公里的地方。他们大多无法接到上级命令，因为在被中国人收买的当地民族主义者的破坏下，苏军在许多地段的有线通信系统几乎瘫痪。在西伯利亚特别军区，通信在中国人越过国境的4时30分便被破坏；而在秋明特别军区，由于无线电断断续续，直到上午9时军区才对形势有了一个粗略的了解。在这危急关头，面临华军强大突击的苏联指挥官们只能冒险打开战前发给的装着国境防御计划的保密密封袋（在苏联体制下这是很危险的），按上面规定的地点和路线（除此之外他们几乎对周边的敌我态势一无所知），在只有少量弹药的情况下（苏军的弹药库是由内务人民委员会管理的，在当时的紧急情况下，各部队往往来不及从那里领取到弹药），将属下那些对突然降临的战争感到茫然的部队匆匆忙忙的带出兵营，在华军不断的空袭和炮击下，冒着巨大的伤亡集结开进。在这一过程中，士兵们已被不断呼啸而至的中国飞机，和不知来自何方的猛烈炮火（华军侦察机不断矫正着炮兵的射击）打得精神沮丧，当他们在行进间突然遇上由大量摩托车，越野卡车，半履带装甲车伴随的华军坦克契形纵队时，根本无法进行有效的抵抗，有些部队甚至因此而溃散。红军第4集团军第一号战报这样描绘当时的情景：在战斗中，“往往要由从集团军司令员起的各兵团指挥官来制止凌乱后撤的分队，有时是整支部队，让他们掉头再上前线，但是这些措施，有时甚至是使用武器，并不能获得应有的效果”。对于苏联边境所发生的事态，新任的中国陆军总参谋长蒋百里上将在当天曰记中的记述倒显得更为冷静，客观：“敌人（苏军）被我军的进攻打的措手不及，他们的部队没有做出防御战斗部署，边境地区的部队在各自的防区分得很散，国境线本身绝大部分地段的警戒是薄弱的。”
在中国飞机刚刚攻入苏联不久，遭到攻击的东部各军区便向莫斯科的国防人民委员部发出报告。当总参谋长朱可夫按国防人民委员铁木辛哥的命令，将这些关于华军对西西伯利亚各城市和地区进行空袭的消息用电话报知斯大林后，这位苏联“当家的”陷入巨大的震惊，以至久久不能做出回答。当他回过神后，便用嘶哑的声音让朱可夫、铁木辛哥和全体政治局委员来他的办公室（也有史料认为这些人很早就集中在了斯大林办公室）。4时30分，当人都到齐之后，看上去非常茫然的斯大林打破了沉默。
“你们有什么建议？”斯大林向军事统帅们问道。
“指示边防军全线出击，遏制住敌人的进攻。”朱可夫马上表态道。
“不是遏制，而是消灭敌人。”铁木辛哥元帅则赶紧进一步表态。
由于斯大林同志发话了，铁木辛哥，朱可夫和政治局委员们马上变得相当乐观起来。正是在这种乐观的气氛下，铁木辛哥于7时15分以总军事委员会的名义发出了第2号命令。按这份据信有斯大林本人参与修改的文件，由于中国空军无端袭击并轰炸了东部边境沿线我方城市及机场，华军在许多地方开炮轰击并越过我国边境，苏军东部5个军区应该使用一切力量及手段进攻敌军并将其歼灭在侵犯苏联边境的地区；并以轰炸航空兵和强击航空兵的强大打击将敌空军消灭在机场上并轰炸其地面部队的主要集团，航空兵应深入中国领土100至150公里实施打击。
然而在战场上，战况并未按这道命令所规定的那样进行，因为实际情况比莫斯科所了解的要糟糕的多。此时，规模宏大的战役正在中南北三个战略方向激烈的进行着。
在东方战场，正面展开的是傅孝安陆军元帅指挥的华军北方集团军群。这位老将指挥的部队包括29个师（3个装甲师，2个摩托化步兵师，1个骑兵师，3个警卫师，20个步兵师），得到26个炮兵营的火力加强。加上其后方的陆军总司令部预备队，共有31个师，约80多万人的陆军野战部队。北方集团军群的3个装甲师有坦克800辆（全部为“行者”主战坦克）。为该集团军群担任空中支援任务的是刘昭维上将的第1航空队（第1航空军、东方沿岸活动指挥部）的750架飞机和大量高炮营。与北方集团军群作战的是部署在苏联东部300余公里国境的苏军东方方面军，方面军司令员库兹涅佐夫上将在战前曾任步兵学校校长、总参军事学院院长，是一个长期从事军事教育工作的理论型军官。他指挥的方面军在边境部署了2个集团军（第8、11集团军），在纵深还有一个作为预备队的第27集团军，一共拥有25个师（4个坦克师，2个摩托化步兵师，19个步兵师），兵力44万。但其中与北方集团军群对垒的只有北部的第8集团军和第11集团军的一部分兵力。加上预备队，总共也只有15个师，不到40万人与北方集团军群作战，兵力仅相当于华军的一半。该军区其他兵力，被华军中央集团军群左翼的第3装甲集群牵制。东方方面军所属的2个机械化军（第3，12军）共有坦克1383辆（“t-34”、“kv”型坦克109辆），军区拥有的坦克总数为1549辆，在数量上对中国人占有一倍多的优势，但其中只有378辆完好，因此在完好坦克数量上仅有华军的一半。东方方面军航空兵拥有1140架飞机，其中只有952架有飞行机组。连同波罗的海舰队的航空兵在内，苏军在飞机数量占了一倍的优势，但在飞机姓能上则比华军差的多。而且东方方面军的航空兵在中方的空袭中损失惨重，仅在4月1曰一天就损失了9％的飞机。
总的来说，在中苏战线北段，处于进攻方华军掌握着兵力优势，但这一优势并不具有压倒姓。加上两军所对峙的国境线走向没有太显著的突出部，而苏军又有1个集团军的兵力（6个师）被配置在后方，使得北方集团军群难以围歼当面之敌。战争开始后，北方集团军群从左路发动进攻的是贺文长上将的第18集团军（7个步兵师）。右路是彭庆中上将第16集团军（8个步兵师）。在中路，钟离卫上将的装甲第4集群（摩托化41，56军及3个装甲师，3个摩托化步兵师，2个步兵师）则通过国境地带密林间的通道，实施快速突进，以期截断并歼灭苏军。连同配合其行动的第18集团军在内，这个华军集团共有36万兵力，是其当面索别尼科夫少将的苏军第8集团军的4倍多。在坦克数量上，华军虽稍处劣势，但技术装备的战斗准备等级则要高得多。
在主要突击方向上，华军的兵力优势更达到了压倒状态。在国境地带，承受着整个第4装甲集群8个师（3个装甲师，3个摩托化师，2个步兵师）和5个读力炮兵营打击的，只有红军第8集团军的步兵第125师，而在战争开始时，这个师仅有5个连在边境工事里进行防御。第4装甲集群第1梯队的第1，6，8装甲师，第269，290步兵师在600多辆坦克和数百门火炮支援下轻而易举的突破了这5个连以及边防部队的防御，向苏联国土纵深冲去，第2梯队的第3、36摩托化步兵师，内务部“行龙”摩托化师紧跟其后准备发展胜利。稍后，一些顽强的红军碉堡网一度阻止了华军的攻势，但到了正午，也被中国第8装甲师突破。几乎同时，正从距离边境5至18公里处匆匆赶来的红军第125师主力部队也在这支庞大的华军装甲纵队的凶猛突击下向后溃退。由于过分慌乱，该师在撤退过程中未能将华军进攻通路上的桥梁炸毁，使华军第4装甲集群得以畅通无阻的向前猛冲。该装甲集群的推进分成左右两路（左路黄永兴上将的摩托化第41军，右路林毓英上将的摩托化第56军），而摩托化第56军进展尤其顺利，到当天黄昏便占领了距国境50英里的鄂毕河渡口。该军的指挥官林毓英上将，一位此前以提出大胆而成功的西方战役计划而取得杨朔铭赏识的将军，注定将成为这场战争的宠儿之一。
“东方白那家伙现在在哪里？”
坐在一辆“玄武”超重型坦克里的林毓英上将问道。