1931年九一八事变后，日本侵略军迅速占领辽宁、吉林，并且继续向黑龙江省进犯。日军想要占领黑龙江，洮昂铁路上的嫩江大桥成为日军的必经之路。黑龙江省主席兼军事总指挥马占山在嫩江大桥部署重兵进行防御，虽然此时马占山已成孤军之将，但他毫无惧色，誓要与日寇血战到底，在江桥打响了大规模武装抗日的第一枪。

日军为了夺取江桥进而占领黑龙江，又使出其惯用伎俩，1931年11月2日，日本关东军司令本庄繁令齐齐哈尔日本特务机关长林义秀向马占山发出最后通牒，以维修桥梁为借口要求马占山军队在1931年11月3日正午前必须自嫩江铁桥后撤至10公里以外地区，在日军修桥完竣之前不得进入该地区；如不接受上述要求，则日军将使用武力。马占山当然不吃日军那一套，于是他决定对日军修桥不予干涉，但派出军队严密监视日军动向，一旦日军进攻中国守军，则坚决采取自卫反击措施。

1931年11月7日晨，马占山部队与日军在三间房南汤池首次交锋，大批日伪军在10架飞机掩护下，向三间房南汤池猛攻。马占山部张殿九旅和苏炳文旅1个混成团与日军战至午后将日伪军击退。此战中国军队伤300余人，毙伤日军600余人、伪军千余人。还造性地用步枪击落了敌机一架。这也是为中国对日作战史上所击落的第一架敌机。见日军损失惨重，本庄繁下令多门二郎停止前进，返回原驻地。日军为掩盖自己失败的真相，散布苏联向黑龙江守军提供弹药的谣言，还以各种谎言遮掩日军损伤数目，唯恐日本国内反战势力占上风。

此时马占山的敌人不仅是日军，还有省内那些不愿打仗的富商大贾，他们甚至联合起来到省政府请愿，要求与日本求和，马占山对他们是极度厌恶，面对那些亲日派的丑恶嘴脸，马占山甚至拔出手枪要准备枪毙了他们。

为尽快打破僵局，日军抓紧调兵遣将，极力准备再次进攻。日本关东军总司令本庄繁下令日本陆军精锐“第2师团全力向大兴方面集结”。至11日，日军在嫩江北岸有长谷旅团司令部、步兵第16联队、第4联队、第29联队第1大队、骑兵第2联队及配属的第28联队之第2中队，野炮兵第2联队，工兵第2中队。嫩江南岸有野战炮兵第26联队第3大队、临时野战重炮兵大队等，总兵力超过3万人。

1931年11月13日晨5时，日军500余人在两架飞机配合下，向新立屯进攻，但遭到马占山部顽强阻击。当日中午，被炸坏的嫩江桥被日军修复，这为日军大规模进攻提供了有利条件。中午，关东军司令本庄繁第三次下达增援令：“将第2师团剩余部队及混成第39旅团的步兵3个大队，及救护班派往大兴附近”，并令第2师团长多门中将一并指挥嫩江支队。日军大本营也急增3个飞行队至黑龙江省，并把准备在大连登陆的第4混成旅团改在朝鲜釜山登陆，尽快进抵黑龙江。面对日军重兵压境，马占山依然毫无惧色，沉着指挥应战。

日军增援部队集结完成后于1931年11月14日晨在飞机、重炮、坦克支援下开始对马占山部持续不断的猛攻，而经过连日苦战后马占山部伤亡惨重，却又得不到外部支援补充，已经到了弹尽粮绝的地步，1931年11月17日22时，日军兵分三路，向马部阵地展开狂攻。战至次日凌晨，守军战壕多被毁坏，各团、营阵地被切断数十处，难以扼守，17日22时40分，日军左翼部队在长谷指挥下，向汤池一带右翼阵地进攻。守军程志远旅与之殊死奋战。翌日2时，日军增加攻击力量，以坦克8辆、大炮30余门，守军难支，遂撤向三间房主阵地。

1931年11月18日8时许，日军在坦克掩护下开始总攻。守军奋力抵抗重创日军，14时，日军第39混成旅团一个联队从三间房西侧三家子加入战斗。并与正面进攻的长谷旅团，全力夹击。15时后，日军又增加飞机12架、坦克12辆、大炮30余门，以猛烈炮火，将中国守军战壕全部摧毁。19日日军占领齐齐哈尔。江桥战役结束。

江桥抗战时，马占山孤军奋战，未获驻防锦州一带东北军的一点实质性援助。张学良虽然电令马占山死守勿退，但张驻锦州部队毫无战斗准备。江桥战斗结束后，张学良受到社会舆论猛烈抨击。江桥战役虽以失败告终，但是马占山将军却用实际行动告诉日军，中国军人都是有血性的，不会任人宰割，虽然孤军奋战，但仍然会抗争到底，江桥战役虽败犹荣。