В 17.00 дивизион нанес огневой удар по местам скопления китайских войск и их огневым позициям. Одновременно полк ствольной артиллерии, оснащенный 122-мм гаубицами, открыл огонь по выявленным целям (командовал полком подполковник В.П. Борисенко). Вопреки широко распространенному мифу о том. будто советская артиллерия стерла Даманский с лица земли, остров не обстреливался: огонь велся исключительно по китайскому берегу, поскольку на Даманском оставались разрозненные группы пограничников.
Налет оказался исключительно точным: снаряды уничтожили китайские резервы, минометы, штабеля снарядов и т. д. Данные радиоперехвата свидетельствовали о сотнях погибших солдат и командиров противника. Очевидцы вспоминали, как резко изменилась картина на том берегу Уссури: суета и стрельба до залпа реактивного дивизиона и полное отсутствие какого-либо движения после.
Артиллерия била 10 минут, и в 17.1012 в атаку на окопавшихся китайцев пошли мотострелки (2 роты и 3 танка, командир — подполковник Смирнов Александр Иванович) и пограничники на 4-х БТРах (командир — начальник политотдела Иманского погранотряда подполковник Константинов Александр Дмитриевич). Машины вошли в протоку, после чего советские бойцы спешились и развернулись в сторону вала вдоль западного берега (картосхема 4). Этот фланговый маневр был осуществлен потому, что при лобовой атаке китайцы могли подбить БТРы с находящимися внутри солдатами, что привело бы к жертвам.
Позиции китайцев на западном берегу Даманского Последняя атака групп Смирнова и Константинова
Построение атакующих было таковым, что на левом фланге действовали пограничники, а на правом фланге и в центре — мотострелки. У мотострелков наиболее активно продвигалась вперед правофланговая группа под командованием лейтенанта Баютова. А вот центральная группа попала под наиболее плотный огонь китайцев и потому была вынуждена маневрировать, двигаясь вперед-назад. Здесь совершил свой подвиг младший сержант Владимир Орехов, прикрывавший огнем перемещения товарищей. Посмертно В.В. Орехов был удостоен звания Героя Советского Союза.
Свидетели дальнейшего утверждают, что некоторые огневые средства китайцев уцелели после артподготовки, однако их сопротивление быстро подавлялось артиллерийским огнем.
Ошеломленные нанесенным ударом и потеряв всякую огневую поддержку со своего берега, китайцы начали поспешный отход с острова. Около 18.00 Даман-ский был полностью освобожден, но через какое-то время опять ожили некоторые огневые точки китайцев. Возможно, для полного уничтожения противника советским войскам было необходимо произвести еще один огневой налет, однако соответствующей команды не поступило.
Китайцы попробовали вновь захватить Даманский, но три их атаки завершились полным провалом. После этого советские солдаты отошли на свой берег, а китайцы не предпринимали более попыток овладеть островом: очевидно, поняли, что советское командование настроено весьма серьезно и дальнейшее продолжение боя губительно для китайской стороны.
В тот же день советское правительство направило правительству КНР ноту, в которой давалась оценка событиям 15 марта (Приложение 9).
В бою 15 марта погибли 17 пограничников, трое из Иманского погранотряда (помечены знаком * в приводимом ниже списке) и 14 из Камень-Рыболовского пограничного отряда (в/ч 2097, поселок Комиссарово). Вот их имена (подробные сведения о погибших приведены в Приложении 10):
рядовой Аббасов Тофик Рза-Оглы, рядовой Ахметшин Юрий Юрьевич, рядовой Бильдушкинов Владимир Тарасович*, младший сержант Гаюнов Владимир Константинович, рядовой Гладышев Сергей Викторович, сержант Головин Борис Александрович, старший сержант Зайнутдинов Анвар Акхиямович, рядовой Ковалев Анатолий Михайлович, полковник Леонов Демократ Владимирович*, младший сержант Малыхин Владимир Юрьевич, старший лейтенант Маньковский Лев Константинович*, рядовой Соляник Виктор Петрович, рядовой Ткаченко Дмитрий Владимирович, рядовой Чеченин Алексей Иванович, рядовой Шамсутдинов Виталий Гилионович, рядовой Юрин Станислав Федорович, рядовой Яковлев Анатолий Иосифович.
В этом же бою погибли 7 военнослужащих 135-й мотострелковой дивизии (см. Приложение 11):
рядовой Бедарев Александр Васильевич, рядовой Гельвих Александр Христианович, рядовой Колтаков Сергей Тимофеевич, рядовой Кузьмин Алексей Алексеевич, младший сержант Орехов Владимир Викторович, рядовой Потапов Владимир Васильевич, рядовой Штойко Владимир Тимофеевич.
Потери в технике составили 6 сгоревших БТРов и один танк (№ 545).