蓝永考虑到4月份中旬，黑龙江和尼布楚河的冰面都会融化，到时候大量的补给将会走水运及时运过来，当即答应了这支中亚穆斯林骑兵队伍的请求，以平价出售了大概可供五千多人食用二十几天的干粮。
这些中亚穆斯林骑兵来自土库曼斯坦的、也有来自阿塞拜疆的等地，想要回去，估计要走上一个多月，但是现在这些地方基本上都被俄国人兼并了，回去也是死路一条，于是他们想逃往中亚阿富汗，投靠当地的伊斯兰政权。
由于这支武装还有五千四百多人，还携带着大量武器，蓝永深怕他们会进入中国外蒙古境内骚扰，便以交换粮食为由置换了他们不少弹药，加上刚才他们跟俄军留守部队交战，使得这支穆斯林骑兵部队剩下的子弹人均不过五发，才放他们离去。
当天下午两时，送走了穆斯林骑兵团之后，蓝永随先派出八千多骑兵带着重机枪和迫击炮，往俄军主力撤退方向追击，随后自己又带着一万步兵携带重炮随后跟上。
而此时，已经逃出一段距离的俄军，由于担心人民革命军追来，不顾泥泞的道路，加快撤退的速度，两个多小时走出了13公里，但是让他们没想到的是，在他们之前的来路，蓝永之前派出的迂回包抄部队，早已修好简易工事，在这里久候多时。只听见密集的炮声和机枪声响起，俄军先头部队被打得人仰马翻，死伤惨重。
库罗帕特金中将忙指挥部队往其他方向撤退，结果很快又被人民革命军的防御工事挡回来了。一连试了几次，都未能突破人民革命军的火力封锁，甚至连来的路也被三千配备15挺机枪和十几门迫击炮的人民革命军给堵上了。
还有近两万兵力的库罗帕特金中将，自然不会坐以待毙，忙下令架设机枪阵地和火炮，要进行还击，但是不等机枪和大炮架设好，便被人民革命军的迫击炮给端掉了。
于是，库罗帕特金中将指挥着部队朝东只有三千多人防守的人民革命军阵地突围。此时，已经缺乏机枪等重武器，甚至还没有装备手榴弹的俄军步兵，在各级指挥官带领下，向人民革命军阵地发动战斗民族特有的疯狂进攻。
由于俄国工业基础薄弱，甚至整个国家的军事工业还不如岫岩兵工厂一家的产量，使得俄国新式步枪莫辛纳甘步枪早在1892年就开始列装俄军，但是直到现在整个俄国军队还未换装完新式步枪。此次从中亚驻军抽调过来的俄军，还大量装备伯丹式单发步枪，打一枪还要装一发子弹，这些冲锋的俄军，很快就被已经全面换装莫辛纳甘步枪以及装备大量重机枪、手榴弹、迫击炮的人民革命军，打成筛子，短短半个小时不到，便有三千多人，被打死在人民革命军阵地前。
沙俄时期，俄军的装备和战术都是比较落后的，在原来那个时空不仅在日俄战争被日本吊打，还在一战，被德国、奥匈帝国打得很惨。第一次世界大战期间，俄国动员的兵力竟然高达1580万。从上面记载来看俄国的兵力几乎等同于英法德三国的兵力之和，但是由于装备不足，甚至出现了俄军在战场上排队等战友战死之后捡枪上阵，更有甚者，还有部分来自西伯利亚的士兵还装备着弓箭。一战俄军总伤亡接近一千万人，而德军一战也不过才动员480万军队。由此可见俄军战斗力之差。
俄军战斗力那么差，除了装备落后之外，与俄军中高级将领迂腐不堪和战术指挥呆板有关。库罗帕特金中将前期在中亚、西亚任职，主要作战对象是落后的奥斯曼帝国还有中亚的游牧骑兵，在装备上和人数上往往出于优势，所以打起来顺风顺水。突然间让他们遇见人民革命军这样装备和战术都现代化的部队，装备和战术思想代差就体现出来了。库罗帕特金中将无法做出有效应对，要么撤退，要么就玩老式冲锋那一套了，现在被围就只能拼命的冲锋。
一下子死了三千多人，俄军的攻势被遏制住了，不然这种潮水般的冲锋，一直持续下去，难保这个西边临时构筑的阵地会被俄军冲垮。人民革命军阵地的8挺水冷机枪在这初春季节都被打得沸腾起来，眼见没有冷却水，情急下，不少士兵找来冰块加了进去，甚至有机枪兵们，让大家憋尿，不行就不管机枪使用寿命了，往里面加尿了。
库罗帕特金中将见久攻不下，便让剩下1.6万俄军就地挖战壕构建简易防御阵地，试图与人民革命军构成对峙。而人民革命军这边为了减少不必要伤亡，加之兵力不足，便没有发动反冲锋，而是利用这段时间把一些包围圈薄弱的环节补上，并用已经为数不多迫击炮炮弹，轰击构建防御工事的俄军。
这样的战斗持续了近两个小时，这时候先是尼布楚城的骑兵部队及时赶到了，带来不少机枪子弹、迫击炮炮弹，于是人民革命军对包围圈里的俄军加强了炮击。而此时，俄军被压缩在一平方公里范围内，密度相当大，不断有俄军士兵被炸身亡。
到下午五时，蓝永率领步兵队伍以及重炮队伍及时赶到，此时人民革命军包围俄军的兵力已经达到四万余人，于是，在重炮三轮轰击之后，人民革命军便组织部队向俄军阵地发动进攻。
本想着还有一番苦战，不想刚才人民革命军的重炮轰击，击毙了库罗帕特金中将，使得俄军顿时一片大乱。随后不少俄军中下级军官开始脱下白色内裤，充当白旗，陆陆续续地向人民革命军投降。
大约半个小时不到，在天黑前，人民革命军便歼灭了俄军残部，完全占领了俄军阵地，至此，俄军库罗帕特金部全军覆没，沙俄在远东第一次反攻以惨败为告终。
尼布楚之战，人民革命军病死、阵亡651人，伤1215人。俄军库罗帕特金中将及以下约2.5万病死、阵亡，2187人被俘虏，中亚穆斯林骑兵团，约七千多人病死、阵亡，近五千人起义千里逃亡阿富汗。人民革命军缴获步枪支，山炮21门，子弹12万发，炮弹231发，俄国卢布、金银等财物折合273万银元，粮食30余吨，战马2178匹。战后，随着黑龙江等地化冰，海兰泡新建的小水泥厂和钢铁厂沿着黑龙江西进运来了不少钢筋水泥，俄军战俘便被留在尼布楚修筑尼布楚的城防工事。