当时任沈阳军区司令员的陈锡联回忆说，当时正准备开九大，大军区首长均已来到北京，因此，中央军委专门在京西宾馆开设了一个房间，架设了专线，由他负责直接与前线联系，外交部副部长乔冠华负责掌握国际方面的情报，随时向周恩来汇报，并由周恩来下最后决心。3月2日战斗结束后，“我们知道他们要来，就在江汊口大量埋了地雷。他们首先从西边来了辆坦克，我们给炸了，他们不敢走了。从正面来了30多人，炮火掩护。我们当时在岛上也没有什么人，但炮火都准备好了。在一个不到一平方公里的岛上，苏方出动了几十辆车、几十辆坦克、装甲车，我请示总理：现在是开炮的时候了，得到总理的同意，我就让开炮。打了半个小时，珍宝岛变成一片火海，把他们的车辆都打了。”
鉴于苏军装甲车辆频繁进入珍宝岛活动，3月14日夜，中国边防军派出1个步兵班进入珍宝岛警戒，掩护工兵在乌苏里江的江汊上埋设反坦克地雷。3月15日凌晨4时，苏军6辆装甲车乘着黑夜掩护30多名步兵登上珍宝岛，潜伏在丛林里，准备偷袭上岛的中国巡逻队。但是，苏军的举动被中国边防部队发觉，双方随即发生一场更为激烈的冲突。
上午7时40分，中国边防军两支巡逻队登上珍宝岛。8时零2分，中国边防巡逻队与岛上的苏军开始交火。激战一个多小时后，中国边防军击毁苏军两辆装甲车，苏军撤回到苏联一侧，第一次战斗结束。9时46分，苏军出动3架飞机向珍宝岛俯冲过来。接着，苏军在岸上炮火掩护下，出动坦克6辆、装甲车5辆，分两路向珍宝岛上的中国军队展开攻击，同时以4辆坦克向珍宝岛南侧江汊运动，企图从背后攻击中国军队。中国边防部队在岸上火力支援下，顽强抵抗苏军的冲击。这时，中国边防军无后座力炮班登上珍宝岛后，立即架炮向苏军坦克射击。然而，中国边防军使用的75毫米无后座力炮和40毫米火箭筒都是40年代设计的，威力有限，只打掉了苏军两辆装甲车，击毁一辆坦克。苏军坦克遭到打击后队形顿时混乱起来，1辆坦克闯入雷区被炸毁，其余坦克慌忙逃回苏联一侧。
