进攻鄂木斯克的北华军，面对的是一座拥有20万余正规军、150多万青壮年、城防工事建设得十分完善并且在事先已经囤积了巨量物资的坚城要塞。
北华军一开始对鄂木斯克的进攻是非常顺利的。军团副总司令杨虎城抽调了三千多名忠心耿耿的俄罗斯族北华军，混在逃难的苏联平民里，瞒天过海地夺取了鄂木斯克东部额尔齐斯河上的两座被苏军严密防守的钢铁大桥。在伞兵和空军飞机的协同作战下，这些突击队员死守这两座至关重要的大桥，直到北华军装甲部队的抵达。黄显声率领着以第101重装甲师为核心的第1军与徐庭瑶率领着以第200重装甲师为核心的第2军展开了进军赛跑，两股钢铁洪流犹如两柄铁锤，一口气前进了两百多公里，把苏军在额尔齐斯河两翼的防线捣得稀巴烂，最终分别抵达一座被突击队员和伞兵控制着的大桥，继而长驱直入，一起兵临鄂木斯克城下。两个机械化军在这段长驱直入的进军途中战果丰硕，野地上的苏军无论是步兵还是装甲兵，都被用车轮履带前进的第1军和第2军打得丢盔弃甲，第1军击溃苏军三个步兵师，第2军则抓了两万多名俘虏，并且在渡河后还攻占了鄂木斯克周围的几个卫星城镇，为后续的百万步兵扫清了障碍，打开了通道。
额尔齐斯河上的大桥被北华军轻而易举夺取，使得鄂木斯克苏军丧失了一道天然防线，北华军后续部队犹如潮水般横渡这条大河。获悉这个消息的斯大林在震怒之下亲自打电话给库利克大将：“你不是说额尔齐斯河能够阻挡北华军起码一个月吗？怎么才一天的工夫就丢了？你们打算撤到哪里？乌拉尔山？还是直接撤到莫斯科？”
库利克大将一头热汗地向领袖连连保证：即便额尔齐斯河丢了，乌拉尔军区也能誓死守住鄂木斯克，绝不会让北华军再前进一步。他对斯大林说道：“斯大林同志，请您相信戈沃罗夫同志和马利诺夫斯基同志，他们虽然年轻，但却拥有杰出的军事才干和誓死血战到底的精神。我们绝不辜负党和国家的重托，绝不会让敌人攻占鄂木斯克！如果鄂木斯克沦陷了，我立刻自杀！”库利克大将用性命做保证，让斯大林略微放心了一点。
几十架北华军的轰炸机出现在鄂木斯克上空，纷纷扬扬地投下几十吨宣传单，声称北华军马上就会攻占这座城市，投降者可以免死，顽抗到底者死路一条。在这同时，数以千计已经加入中国国籍的苏联人混入城内，随即在城内展开各种破坏，制造混乱和恐慌，使得各种耸人听闻的谣言在鄂木斯克城内满天飞：“进攻鄂木斯克的中国人足有两百多万军队！”“中国人有五千多辆坦克、上万门大炮以及上万架飞机！”“他们随时都会杀进来！他们的重型轰炸机马上就会把鄂木斯克彻底炸成废墟！”
部分意志薄弱的居民确实在真假难辨的谣言和极度紧张的气氛中成了惊弓之鸟，这种人心惶惶的氛围在很大程度上被推波助澜，使得城内的社会秩序开始混乱。在这种末日到来的时刻，一些长期生活在政治高压下的苏联人彻底爆发了精神上的压力，变得“无所畏惧”，失去了对莫斯科当局和秘密警察的恐惧。运送食物的军用车辆遭到居心叵测的煽动者和不明真相的恐慌者的拦截并洗劫一空；民兵控制的食品仓库外，排队等待配给的居民在忍无可忍中爆发出求生的口号：“我们受够了！继续抵抗下去有什么意义？投降吧！”每天早上的时候，街道上都会出现很多宣传单：“布尔什维克分子的死期已经到了！”原本悬挂在墙壁或高处的斯大林画像被扯下来，扔在地上，画像上甚至踩满了脚印或写上了辱骂诅咒的话语。打砸骚乱事件层出不穷，越来越多的居民忍受不了这种恐惧，擅离职守或逃离城市。
孟德尔曼是鄂木斯克一位小学的校长，学生们被遣散迁走后，他被苏军派去书写振奋人心的标语贴在墙上。战后，他写了一本关于鄂木斯克战役的书，叫做《地狱之城》。在书里可以看到很多战前关于城内恐慌气氛和苏军战备工作的描写：
“...一小队苏军伤兵步履蹒跚地从一个小巷子里走出来，他们身上都绑着绷带，绷带上血迹斑斑，看上去他们是刚刚从城外战场上撤回来的。走到街上后，他们突然高声喊道：‘中国人的坦克已经在城外了！我们根本守不住！中国人马上就要打进来了！’‘逃命吧！我们守不住的！所有人都会死的！我们马上要离开了，你们也快点吧！’说着，他们带着惊恐不安、失魂落魄的神色急匆匆地转入了一个巷子里。
‘这些老鼠正在逃离沉船！’一个妇女尖叫起来。
‘士兵都跑了，我们还等什么呢？’一个干瘦老头也喊了起来。
原本惊疑不定的人群就像被集体催眠一样，在慌乱、茫然、六神无主中跟着那些伤兵的后面跑向逃离城市的道路。这种趋势犹如滚雪球，‘中国人马上要打进来了！’‘我们现在不逃，等一下就死定了！’队伍里的人此起彼伏地对路边观望犹豫的人喊道，从众心理促使越来越多的人加入队伍。很快，十几个苏军的治安巡逻队员匆匆赶来，高声喊道：‘不许跑！所有的人都回到自己的工作岗位去！’说着，他们对空鸣枪警报。
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