川上等通過上述兩次會議，不顧他人的意見和反對，強行通過了平頂山大屠殺的計劃。至此，屠殺計劃完全確定，下一步開始了具體的實施。
這次屠殺任務主要由守備隊、憲兵隊和警察署負責執行。其中主要力量是守備隊的井上清一小隊。關於井上清一，日本的澤地久枝氏在《又一個滿洲》和《昭和時代的婦女》等書中記載：“在屠殺現場的井上清一中尉是第四師團的青年軍官。1931年12月13日，他被征兵入伍到滿洲，臨出發前，他的結婚不久的新娘千代子身穿白色衣裙，以自殺為丈夫送行。她留給丈夫的遺書中寫到：明天夫君將要出征，我愉快地離開人世，請不要有任何牽掛。我來不及為你送行，請您盡一切努力為國效勞，拜托的隻有這一件事。千代子一時以‘殉國女英雄’成為廣為傳播的‘軍國美談’。井上中尉也不得不戴著妻子自殺這一美談的桂冠而生活著。井上中尉指揮的衛生隊經短期服役，完成任務回國，但井上中尉卻單獨留下，分配到關東軍獨立守備大隊第二大隊第二中隊。”戴著妻子自殺殉國的光環，井上清一親自指揮並參加了平頂山大屠殺。
在這次屠殺中，小川一郎帶領的憲兵隊的主要作用是配合和掩護守備隊的工作。據當時憲兵隊翻譯王長春供詞：“（16日晨）小川去煤礦會議室開會時，就告訴憲兵隊人員，沒有緊急情況不要外出，全部在家等著。等到他從煤礦會議室開會回來，就立即召集所屬全體人員，開了一次緊急會議。會上他對大家說：‘今天下午掃蕩平頂山，兵力主要依靠守備隊。我們憲兵隊隻去八個人，即我、鐮田、武田、島峰、貴田、王通譯（王長春）、金子守一（朝鮮族）和牟文孝。下鋒補助憲兵在隊留守。我們的任務是在掃蕩中作掩護工作，具體掃蕩和善後處理，包括焚燒房屋和屍體都歸守備隊負責。任務完成後，必須得到守備隊的通知方可集合回來。現在武田趕快往朝鮮居留民會打電話，把金子守一叫回來，王通譯通知牟文孝也要馬上回來。鐮田軍曹立刻打開倉庫，準備好武器和便衣服裝，等金、牟到齊後馬上出發。分三批坐小車到守備隊集合。’講完，小川又把八個人集合一起，叮囑一番，勉勵大家勇敢殺敵，做好掩護工作，保證完成任務。臨出發前，小川想起用什麼辦法把居民哄騙出來，他讓我和牟考慮，我征求牟的意見，牟答：‘平頂山居民差不多都是煤黑子，要他們集合，除非事務所大衙門有要事，否則是困難的。’經過核計，就用這樣的辦法哄騙：昨晚大刀會襲擊平頂山，平頂山居民沒有受傷害，大衙門為慶賀大家太平無事，來給大家照像，留個紀念，大家互相傳一下，都到大廟前集合吧。這個辦法被小川采納，小川還對王、牟說：‘就這樣辦，守備隊方麵還有兩名密探和一名通譯，你們就告訴他們都照你們的辦法吧。’參加屠殺的憲兵分三班，一班鐮田、武田、貴田；二班金子守一、牟文孝；三班小川隊長和我都到守備隊去了，是島鋒開車。”（注：王長春供詞，複印件存撫順市博物館。）憲兵集合後，分批乘車趕赴守備隊，共同出發。
到了守備隊，川上把參加屠殺的守備隊和憲兵隊的人員全部集合在一起，把執行任務中的具體分工和有關事項重新向大家講了一遍。他說的大意是：“現在開始掃蕩平頂山，先由守備隊和憲兵隊的便衣人員通知當地的居民集合在一起，等集合之後，再進行掃蕩。至於善後處理，由守備隊負責，房屋、屍體全用汽油燒毀。憲兵隊的任務是掩護工作，但在現場執行中，如果守備隊方麵兵力不足時，憲兵隊也應參加掃蕩。憲兵隊必須得到守備隊聯絡兵發出掃蕩完了的通知時，方算完成任務。現在開始出發，守備隊和憲兵隊的便衣、通譯先去。如果用軟的辦法哄不出來，就必須用硬的辦法逼趕出來，軟硬兼施，務必把人都趕出來。”川上布置完，劊子手們全部出發了。隨後，川上、小川和於慶級同車到了平頂山附近的栗家溝派出所。川上在那裏向參加屠殺的三名軍官下達部署命令後，又乘車到達東山溝附近，親自指揮這場大屠殺。這裏距屠殺現場700米，這時大約是在上午10點多鍾。
關於參加屠殺的兵力，根據《撫順滿洲事變一周年紀念攝影集》中，守備隊、憲兵隊、警察署屠殺歸來的三張照片，守備隊井上小隊40人，警察署92人，憲兵隊8人（其中包括漢奸3人），加上守備隊長川上精一和漢奸翻譯於慶級，共142人。而參加屠殺的炭礦防備隊主要擔任包圍村莊，防止村民逃跑，對屠場進行警戒，防止義勇軍來襲屠場等任務。
至此，一場駭人聽聞的血腥大屠殺，從陰謀策劃到具體部署，曆時5個多小時已全部準備完畢。
二平頂山大屠殺的經過
9月16日早晨，無辜的平頂山村民做夢也未能想到全村被集體大屠殺的厄運已經臨頭。蒙在鼓裏的
天真的孩子們一大早出去玩耍，村民們三三兩兩地聚在一起，議論昨晚義勇軍大刀隊攻打日本人之事，也有的前去圍觀在平頂山村頭犧牲或受傷的義勇軍士兵。據幸存者楊寶山介紹：“9月16日晨，我們幾個孩子在家附近的小山包上一起玩耍，突然，發現在村口開來了四輛滿載日本兵的卡車，車上的日本兵全部武裝。”楊占友證詞：“（16日）天一亮，一切歸於沉寂，人們三三五五議論昨晚發生的事情。有人說：‘大刀隊打日本鬼子，替中國人出了口氣。’出去一看，隻見從平頂山到東崗這一路遍地屍體，大刀隊傷亡相當重，而日本鬼子隻死了幾個。吃了早飯，我也跟大家出去……我回家準備吃中午飯，鍋裏還在煮餃子，忽然來了幾輛滿載日本兵的大卡車，在平頂山的北頭站下……”（注：楊占友證詞，1972年4月20日。）
正因為絕大部分的平頂山村民與義勇軍沒有任何聯係，因此，15日晚，當大刀隊途經平頂山村時，村民們不知發生了什麼事，“害怕，都躲了起來”。而且，16日早晨，大刀隊退出之後，村民們仍進行正常的生活。然而，日軍竟以村民與義勇軍“通匪”的罪名，準備屠殺全村的人民，真是欲加之罪，何患無詞！
大約在上午10時許，守備隊和憲兵隊的便衣和特務們以事先安排好的計劃，從平頂山村北頭進入，開始哄騙村民：你們統統到牛奶房那邊去，都要照像的幹活。”因為平頂山村是一條很長的街，幾個便衣進去，僅用哄騙的辦法很難把3000多的村民在短時間內集中起來。而且以“照像”等為借口，群眾聽了也不立即行動，許多人特別是老弱病殘者根本都不想出來，有出來者也是少數，而且行動緩慢。
日軍發現單靠哄騙的辦法行不通，於是凶相畢露，索性代之以武力逼趕。此時出動了全副武裝，殺氣騰騰的守備隊、憲兵隊衝進了村子。他們端著刺刀，像一群惡狼，從平頂山北頭到南頭，挨家挨戶地把居民往外趕。據楊zhan有等幸存者回憶：這群惡狼手裏端著明晃晃的刺刀，全副武裝，麵目猙獰，一闖進門殺氣騰騰，如臨大敵，有的喊著：“快快，紅胡子要來，要打仗，快到南邊躲去。”有的則說：“要丟炸彈，快到南邊躲去。”還有的幹脆什麼也不說，就是用刺刀逼著走。這時接近中午時分，許多人正準備吃午飯。人們對這種突如其來的逼趕大為驚愕，沒弄清怎麼回事，就被趕了出來。當時，在村子北頭驅趕的時候，南頭的住戶有些所聞，於是都卷些鋪蓋，收拾家裏貴重的東西，隨身攜帶而出。後來，我們在發掘屠殺現場時發現的一些銀元、座鍾、鬧表、燒焦的衣服、被褥就是其證。劊子手們一邊嚎叫著，一邊用刺刀逼著居民走。據幸存者介紹，在驅趕村民的過程中，一些老弱病殘者當場就被殺死。李鳳琴證實：“那天中午十一時，我家住在南頭馬路東的茅草房裏，一個姓曾的老太太是我們的鄰居，她是癱瘓的人，鬼子攆她時，她苦苦哀求：‘我走不了啊！’鬼子抬手一槍把曾老太打死了。”夏廷澤證言：“村北頭一個八十多歲的老顧大娘，因年老體弱，又是小腳，走得慢，鬼子兵上前把她踢倒，一刀刺死。”韓樹林證詞：“有個婦女的小孩哭，想蹲下給孩子喂口奶，鬼子兵喊：‘快快的！’一腳把孩子踢死了。”被趕出來的男女老幼哭著、喊著、叫著，滿街團團打轉。然而，麵對全副武裝的強盜的刺刀，手無寸鐵的村民們無可奈何，隻能向著劊子手們已經安排好的屠場擁去。
日軍從上午10時許開始驅趕村民，到中午12時許把村民集中於指定地點，曆時約2個小時。其過程是由村北到村南的次序驅趕的。當時，居住在村北頭的幸存者楊zhan有、欒立誠、李連貴等陳述，他們被趕出家門的時間大約是10點，而居住在村南部的幸存者張慶芬說：“驅趕時，我心裏不明白，心想可能是查戶口怕我們藏大刀隊。有個老頭姓陳，從北頭跑來，勸我們快走，說北頭都攆出來了，這時大約十二時。正猶豫不決，兩個鬼子進屋了。”據事後調查，在我們所掌握的幸存者中，馬成順一家和鄧來財一家是在日軍逼趕村民的慌亂之際，趁機逃出來的。
被驅趕的村民們集中到村東約百米的牛奶房旁邊的一塊草地上，一家一戶緊挨在一起。此處正是守備隊事先安排好的屠場，是平頂山南端一塊播種牧草的草坪。它的正麵是斷崖陡壁，約有二、三丈高，北麵為日本人的奶牛飼養場，周圍用鐵絲網幛著。隻有東麵和南麵可以出入，而此處早已部署好了機槍，把村民們包圍得水泄不通。
時值午後12時半，人們差不多都被趕進了屠場。日軍守備隊又把人群從四麵八方向中心壓縮，以增強人群密度，擴大殺傷力。如今，平頂山慘案遺址紀念館內有一處在一平方米範圍內發掘了迭壓躺臥的八具遺骨，表明了當時人群密集的程度。在人群的南麵站著手端刺刀的日兵，人群的東麵放著幾個用紅邊黑布蒙著的帶腿的東西，人們不知道那是何物，都認為是給他們照像的像機。
這時，日軍把人群中的朝鮮人二三十人喊了出去，人們這才感到大事不好。當時日本人經常利用和煽動朝鮮族民眾製造民族矛盾，挑撥漢、朝鮮民族關係。所以，中國人對朝鮮族人的舉動是十分敏感的。人群開始不安的騷動起來。正在這時，人們發現村子裏濃煙彌漫，烈火衝天，果然，劊子手們按預定計劃，用汽油把村民的房屋給點著了。人們至此才醒悟到身陷絕境。突然，一日本軍官一聲令下，所有的機槍同時揭開黑布，向密集的人群掃射。這一舉槍下令的日本軍官就是擁有妻子殉國光環的屠場執行軍官井上清一。據幸存者們介紹，當時站立在人群周邊的一些村民們在絕望中從平頂山陡壁向上爬，但也未能逃脫日軍的槍彈。敵人的機槍先向這些四周逃出的人射出，緊接著向人群平射。片刻間，人群一排排、一片片的倒下，血肉橫飛，人們的哭喊聲、慘叫聲、咒罵聲與機槍聲連成一片。“衝出去，快逃命啊！”在人群中一些身強力壯的小夥子們率先向外逃命，然而，哪兒是出口呢？西麵是斷崖陡壁，北麵有鐵絲幛，而且又重兵把守，東麵架著機槍，隻有南麵有個缺口，但被日軍嚴密封鎖。好幾千人的大人、小孩擠來擠去哪裏跑得動！特別是一家人聚在一起，誰能忍心丟開家人和孩子自己跑出去呢？互相拉扯，呼兒喚女，不知何時被飛來的子彈打中，連自己什麼時候中了彈也不知道，結果誰也跑不了。事後了解到，在我們所掌握的幸存者中，隻有夏廷澤在機槍掃射之際，抱著三歲的侄兒逃出了現場。
據夏廷澤回憶：“……我轉身抱起小侄，牙一咬，心一橫，拚出全身力氣，大喊一聲：‘老鄉們，往外衝啊！’我就趁東麵的機槍正往北掃，南麵的一劊子手正換子彈的功夫，一鼓作氣衝了出去，跑到離屠殺場不遠一塊有二三丈高台地的小豆叢裏，把已經嚇得昏迷不醒的孩子橫放在壟台上，我也順壟溝躺下。這時，下麵屠殺場上的機槍還在突突地瘋狂掃射著。”（注：夏廷澤1978年回憶資料，存撫順市博物館。）日軍的機搶一輪又一輪地瘋狂掃射，人們慘叫悲號，一堵又堵地倒下去，鮮血成河。不遠處的村莊烈火衝天，濃煙蔽日，豬嚎狗吠，與屠場彼此呼應，那是一幅悲慘恐怖的人間地獄圖。