2月15日23点整，乌军出动大约两个营的兵力，配备大量重型武器装备，对俄军阵地发起猛烈进攻。
乌军这次行动动用多管火箭炮系统和重型火炮，对俄军阵地实施持续不断的轰击。据前线目击者描述，在整整七个小时的战斗过程中，战场上的爆炸此起彼伏，乌军采取波次进攻的战术，每一波攻势之间间隔极短，给俄军防线造成巨大压力。
在这场血战中，乌军不仅派出受过北约训练的特种部队，还动用最先进的火炮系统。战斗中多次出现零距离交火，双方士兵在建筑物内进行巷战，场面极其惨烈。有参战士兵事后表示，这是他们参军以来经历过的最激烈的战斗之一。
在顿涅茨克战线上，俄军第114摩托化步兵旅经过连续作战，终于突破乌克兰斯克的防线。这支部队采取"蚕食"战术，先是占领城市外围的制高点，随后逐步向市区推进。在攻城过程中，俄军投入大量装甲车辆，对乌军的防御工事进行猛烈轰击。
这场持续整整十周的战斗，让整个乌克兰斯克变成一片废墟。双方为争夺每一条街道、每一栋建筑展开激战，甚至发生多次肉搏战。战斗中，俄军采取分割包围的战术，将乌军分割成几个小块分别歼灭。乌军则利用地下室和防空洞组织顽强抵抗，但最终还是被俄军的优势火力所压制。
据不完全统计，仅在主要街道的争夺战中，双方就投入数千名士兵。战斗如此激烈，以至于当地居民表示，战争开始以来从未见过如此惨烈的场面。随着俄军逐步推进，乌军的抵抗力度也在不断减弱，但战斗仍在持续。
俄军在战场上采取"分进合击"的战术打法，把兵力分成多个战斗群，从不同方向对乌军发起进攻。每个战斗群都配备精确制导武器和电子对抗设备，这让乌军的通讯系统几乎瘫痪。俄军还在关键地区部署"铠甲-S1"防空系统，有效拦截乌军的无人机攻击。
在戈尔尼亚克地区的战斗中，俄军先是利用炮兵部队对乌军阵地进行长达48小时的持续轰击，打乱乌军的防御部署。随后，俄军特种部队趁着夜色渗透到乌军后方，切断他们的补给线。这个战术让乌军陷入困境，不得不分散兵力应对。
俄军还在驻野地区采取"蛙跳式"推进战术。装甲部队和步兵密切配合，逐个清理乌军的据点。遇到强大抵抗时，俄军就会立即调动预备队迂回包抄。这种战术让乌军疲于奔命，难以组织有效防御。据前线记者报道，俄军的每一次战术调整都经过精心计算，目的就是以最小的代价取得最大战果。
乌军在维塞洛耶地区投入大约一个装甲旅的兵力，试图从俄军防线的薄弱处突破。但是俄军早有准备，布置多层火力网。乌军的坦克刚一出现就遭到俄军反坦克导弹的精确打击。据统计，仅在第一波进攻中，乌军就损失15辆主战坦克和25辆装甲运兵车。
虽然乌克兰从波兰等盟国获得大量武器援助，但是这些装备并没有扭转战局。新调来的部队虽然装备精良，但缺乏实战经验，很多战术动作都显得生疏。在一次进攻中，由于指挥失误，两支乌军部队之间甚至发生误伤事件。这些挫折严重打击乌军的士气，很多士兵开始对胜利失去信心。
由于俄军的精确打击，很多弹药库和油料库被摧毁。前线部队经常面临弹药不足的困境。一些乌军士兵不得不使用上个世纪的老式武器作战。这种状况让乌军的战斗力大打折扣，在面对装备精良的俄军时处于明显劣势。
在被俄军包围后，乌军曾四次尝试突围，但每次都以失败告终。第一次突围时，乌军调集所有能用的装甲车辆，试图从西北方向突破包围圈。但是刚一发起冲锋，就遭到俄军的密集炮火覆盖。第二次突围选择夜间行动，但是俄军的热成像设备让这次行动也无功而返。
到第三次和第四次突围时，乌军的战斗力已经严重削弱。很多装备无法维修，士兵也疲惫不堪。指挥官试图组织步兵从小路突围，但是这些区域早已被俄军布下地雷。最后一次突围行动中，一支企图穿越雷区的乌军部队损失惨重，剩下的士兵不得不举手投降。
这场持续七个小时的战斗最终以乌军的全军覆没而告终。据俄方统计，战斗结束后，战场上遗留大量被击毁的乌军装备，包括坦克、装甲车和火炮。少数幸存的乌军士兵也都成俘虏。这场惨败不仅让乌军损失大量精锐部队，也让他们在这个战区的防线彻底崩溃。现在，俄军已经开始向纵深发展，准备向下一个战略目标进军。
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