Боевые действия начались в ночь на 12 октября, а в ноябре китайские милитаристы убедились в том, что пулеметы и пушки превосходят тысячи храбрых, но не обученных солдат. Впервые на поле бое засветились советские танки "Малый сопровождающий". Дебют прошел в местности Чжалайнор.
Противником Красной армии стали войска правителя Маньчжурии Чжан Сюэляна, прозванного "молодым маршалом". "Под ружьем" у Сюэляна были сотни тысяч бойцов, артиллерия, авиация и даже французские легкие танки "Рено". Китайцы захватили основные учреждения КВЖД, а советские служащие были арестованы. Затем с китайской стороны начались обстрелы территории уже непосредственно Советского Союза.
Ситуация требовала быстрого и жесткого решения. Поэтому в СССР была создана особая Дальневосточная армия. В ночь на 17 ноября 1929 года началась Маньчжуро-Чжалайнорская операция - части ОДВА перешли границу с Китаем. Советское командование сосредоточило здесь: 6091 чел. пехоты, 1599 кавалерии, 88 орудий, 497 пулеметов, 32 самолета, три бронепоезда и девять танков, только что принятых на вооружение.
Китайцы подготовились изрядно. Их укрепления рассчитывались на попадания 152-мм снарядов, местами они были окружены колючей проволокой. На опасных направлениях китайцы выкопали рвы шириной до четырех метров, установили минные поля и камнеметные фугасы. Девятитысячный гарнизон укрепленного района имел на вооружении 50 минометов, столько же пулеметов, бомбометы калибром до 150 мм и около 20 орудий калибра 77 мм, а также три самолета и два бронепоезда.
Достаточно сказать, что поступило 10 танков, но при разгрузке один получил фатальные повреждения и был разобран на запчасти. Тем не менее, первый опыт применения нового вида вооружений был неплохим, заодно он помог вскрыть недостатки конструкции и вооружения. Ни один танк так и не был уничтожен противником, а находка наших танкистов расстреливать противника из пулемета вдоль траншеи оказалась очень эффективной.
Будущий маршал Василий Чуйков вспоминает, что он был свидетелем боя, в котором танки позволили прорвать оборону китайцев без каких-либо потерь с нашей стороны: "Своими действиями танки оказывали большую моральную поддержку бойцам и своим огнем и видом вносили полную деморализацию в ряды противника. В очистке блиндажей во многом помогли те же танки - двумя-тремя выстрелами в упор внутрь блиндажа, прекращая всякое сопротивление противника".
Несмотря на первые успехи и участие танков, с ходу прорвать основной укрепрайон не удалось. Танки МС-1 не могли преодолеть широкие окопы, их приходилось объезжать. Взять укрепленный район удалось лишь 18 ноября. В танковой роте за время боев по техническим причинам вышли из строя семь машин. Безвозвратные потери РККА составили 281 человек, 729 человек получили ранения.
Китайцы потеряли убитыми, по самым минимальным оценкам, около 3 000 человек. Большое количество китайских солдат дезертировало. Была полностью уничтожена Сунгарийская флотилия.