這時守衛遼陽的人民軍共計有6個師，4個團，3個直屬炮兵團和一輛裝甲列車，並以十裏河為核心，組織了防線，在十裏河布置了兩個師；右翼陣地至小東山口為，布置1個師，2個團；左翼陣地至東羊角灣村，也是布置1個師，2個團，橫向展開達15公裏，並留下兩個師為預備隊，3個直屬炮兵團由第2軍指揮部直接指揮。！
另外人民軍還在防線後5公裏的位置，搶建了一條臨時鐵路，可以供裝甲列車在防線後方來回行駛，在一個小時內，可以增援到任何一個防線的位置。
這時俄軍在沈陽已經聚集了30萬左右軍隊，總計兵力大約是人民軍的三倍，而且根據俄軍偵察兵的報告，人民軍的防線十分簡陋，基本就是以戰壕為主，再就是堆成的堤壩型土坡，而沒有修建任何堡壘，僅僅隻是在戰壕前150米的距離內，布置了一些鐵絲網，及木質的矩馬。
林涅維奇收到這個報告時還有些不信，雖然說給人民軍的時間不長，但在關建位置修建幾個堡壘還是夠的，人民軍怎麼會連一個堡壘都不修呢，因此又親自到戰場去查看，結果證明偵察兵所言不假。而林涅維奇看完之後，心中大定，在他看來，這樣的防禦陣地應是不難攻破，而這一仗到是大有希望，如果日軍再爭一點氣，把人民軍多拖一點時間，說不定還真能把遼陽拿下來。
於是林涅維奇立刻安排部隊，俄軍的編製和日軍不同，是按集團軍-軍-師、旅編製，在日俄戰爭之前，遠東俄軍的主力為第1、2、3集團軍，每個集團軍下，各轄4-5個軍，總兵力約在10-12萬之間，不過在戰爭中，集團軍的編製經常被打亂，畢竟三個集團軍的單位太少，調動起來太不方便；另外還有海岸防禦部隊，其中海岸防禦部隊中，又單設旅順要塞部隊，不過旅順要塞部隊己被日軍全殲，而海岸防禦部隊的其他部隊都駐守在海參崴一帶地區。
不過在與日軍的戰鬥中，第1、2、3集團軍均損失重大，盡管從國內補充了兵源，但現在還都沒有滿員，隻有滿編的8成左右，而從歐洲方向調來的軍隊，一小部份編入第1集團軍，因為林涅維奇原來是第1集團軍的司令，自然要照顧自己的部隊，因此第1集團軍到是滿員，基本恢複了戰鬥力；而大部份編組成第4、5集團軍，第4集團軍總兵力13.5萬人，司令是亞曆山大.瓦西裏耶維奇.薩姆索諾夫中將；第5集團軍的總兵力12萬人，司令是尼古拉.尼古拉耶維奇.尤登尼奇中將。
這次進攻十裏河，林涅維奇決定出動第1、4、5集團軍，這是目前遠東俄軍中最精銳的軍隊了。由第4集團軍為中路，出動約10萬軍隊，第5集團軍為右翼，出動軍隊約7.5萬人；第1集團軍為左翼，軍隊約8了人，三箭齊發，向人民軍的陣地發動進攻。
由於出戰的俄軍大部都是從歐洲方向調來的一線部隊，軍隊的裝備、訓練在俄軍中算是比較好的，而且他們沒有經曆以前的失敗，雖然也被俄國低效、糟糕的後勤調度能力弄得在沒少受罪，但在心裏上到是沒有什麼陰影，甚致還有一定的自我良好感覺，認為打黃皮猴子，根本不在話下。又見人民軍的防線簡單，因此一個個也都頗有信心，有不少人甚致想著早點將黃皮猴子打敗，好回歐洲去，免得留在這裏受罪。
結果戰鬥打起來之後，俄軍才發現人民軍的防線看起來雖然簡陋，但還真是不好打。由於俄軍輕視人民軍的防守，因此連炮火都沒有準備，就向人民軍發動了進攻。那知人民軍不僅火力密集，而且還夾雜著大量的小口徑炮彈，從距離陣地1000米開始，就向俄軍展開了猛烈的打擊，打得俄軍傷死無數。
而且人民軍布置在陣地前鐵絲網，矩馬更是成了俄軍的惡夢，在平時覺得這些東西並不怎樣，很輕鬆的就能搬開或是推倒在地，但問題是現在是戰場，在戰場上那能容得俄軍從容的割開鐵絲網，推開矩馬呢！而且人民軍更是集中火力，向鐵絲網、矩馬的位置射擊，因此俄軍幾乎是成排成片的倒在鐵網線或矩馬前。
在人民軍右翼的李雙台子村陣地，是由一個營的軍隊守衛大約300米長的防線，而俄軍出動了一個團的兵力，向人民軍的防線發動猛攻，盡管俄軍的士兵表現得非常英勇頑強，進攻也十分堅決果敢，但人民軍全營的18挺通用機槍組織成一道密集的火力網，令俄軍的進攻幾乎寸步難行，由其是鐵絲網給俄軍造成了巨大的障礙，因此隻能向秋收的莊稼一種，成片的倒地，最終俄軍傷亡了近700餘人，但卻連人民軍陣地的邊都沒有碰到。