在尼布楚胜利结束之后，尼布楚城的蓝永当即给奉天与张德兴部报了战报。而此时的张德兴部还在奔袭赤塔的路上。
原本一望无际的西伯利亚大草原，让人无法辨别方向，但是张德兴部近1.8万人却由于大方的馈赠得到了这大草原本地土着的带路和补给，一路顺着当地游牧部落常走的小道，往赤塔急行军。
赤塔方面，3月29日，赤塔当地俄国官员从逃回来的前往支援库罗帕特金部的俄军补给队了解到俄军打败的消息，于是赶忙往莫斯科汇报了尼布楚之战的情况，同时向俄国国内求援。因为，库罗帕特金中将当初出征带走了全部驻军，之后到达赤塔的俄军也陆陆续续作为援兵和补给队派出去。这些补给队虽然没有遇上人民革命军，但是受到了不少土着游牧部落的袭击，以报复库罗帕特金中将的屠杀政策，所以补给队减员不少。
一系列因素一起作用下，现在驻守赤塔地区的俄军只有2000人不到，幸好溃退回来的补给队说尼布楚方向的人民革命军并没有来攻打，俄国赤塔地区的官员才放下一颗高悬的心脏。
3月30日清晨，此时赤塔附近的冰雪早已经融化，随着气温的回升，户外也不再那么冷了，但是赤塔城的俄军和行政官员们还是舍不得从被窝里钻出来。而经过一个星期急行军的人民革命军张德兴部在土着居民带领下，已经来到赤塔城郊外的高地。由于赤塔地处俄国贝加尔湖地区中心地带，周边没有任何势力可以威胁到他们，长年没有战乱，所以俄军根本没有在城外山地制高点修筑任何工事，而是依靠修建于17世纪的旧城墙作为防御工事。
张德兴部其实昨天傍晚已经行进在赤塔城8公里外，在一个放弃的村落安营扎寨休整了一个晚上，天一亮便组织军队用过早餐，急行军半个多小时，便来到了赤塔城郊四公里外的两座海拔只有两三百米的小山坡上，并架设起重炮、山炮瞄准赤塔的城门。
上午七时，随着张德兴一声命下，人民革命军两个炮团的155毫米榴弹炮和各式山炮都便朝着赤塔城城门、城内建筑进行狂轰烂炸。与此同时，张德兴命令骑兵部队向赤塔城发动冲锋。
人民革命军的炮击，精准命中了赤塔城城门外的工事，将刚刚出勤的俄军官兵直接炸得支离破碎，铁制的城门也被炸飞上天。人民革命军骑兵在两轮炮击之后，便冲进了赤塔城，并按照情报分头进攻赤塔城各处。
从人民革命军开始炮击，再到人民革命军骑兵部队攻进赤塔城，总共不到五分钟，从炮击中幸存的俄军几乎没办法组织起有效的反抗。人民革命军骑兵部队见到携带武器或者身着俄军军装、制服的人，当即便开枪击毙，大概花了半个多小时，就基本上控制了整个赤塔城，随后张德兴率领大部队也进入了赤塔城，并组织步兵对赤塔城全城进行地毯式的搜索，并收缴赤塔城平民手中的武器，同时命令一个骑兵营团带着一个炮兵连向城外只有100余人俄军驻守的赤塔城火车站发动攻击。
赤塔城火车站，伴随这西伯利亚大铁路开通才建好没多久，只有站台和一个大仓库，这里驻守的100多名俄军刚才便听到城内的交战声。从炮声密集程度来看，应该是敌方大规模来进攻，加上之前就听说了俄军在前线大败，所以负责火车站防守的俄军连长，当即带着火车车工及部下开着一列小火车跑了，跑得匆忙，甚至连火车站里面储存的大量物资都没有销毁就跑了。最后，人民革命军兵不血刃地占领了整个火车站，并开始布设机枪阵地，清查仓库的物资。
人民革命军最后花了五个多小时，完全控制了小城赤塔。此时赤塔城人口不过两万多人，大多是俄国在赤塔的行政人员及其家属，还有就是俄国商人、流放犯等。所以，张德兴遵照岳天的指示，剥夺了这些行政人员、商人的财产之后，送了一些食物，将他们遣送出赤塔，而其他被俘的俄军官兵、警察、流放犯则被人民革命军收押，等后方建材运来之后，这些战俘将作为修筑城防工事以及城外山地防御工事的主要劳动力。
3月30日中午，张德兴便通电奉天，汇报了人民革命军已经完全占领赤塔城，将人民革命军在外贝加尔边疆区的实控线又向西推进了300多公里。岳天得知此事之后，便宣布在4月15日在占领后世俄国的外贝加尔边疆区及布里亚铁共和国的一部份共约50万平方公里并入东北特区，成立蒙北省，省会设在尼布楚城。
张德兴奇袭赤塔城一战，人民革命军共有326人病死、阵亡，121人受伤，击毙俄军763人，俘获俄军、警察、流放犯2712人。后面经人民革命军审讯，这些流放犯里面有不少是政治犯。经岳天批准，张德兴释放了俄国697名政治犯。
由于赤塔城是俄国在这一带的中心城市，也是重要贸易据点，不管是官方还是民间都储存大量商品和金银，此时西伯利亚大铁路西段的终点站，加之是俄军发动向东进攻的据点，这些天俄军又运来不少物资，突然遭到袭击，东西并未带走和销毁。这一战人民革命军缴获马匹5023匹，各式步枪5317支，机枪32挺，各式火炮41门，子弹798万发，炮弹15万发，粮食500余吨，各种毛皮张，俄国卢布、金银等财物折合1362万银元。这一清单电送岳天，让他拍案叫好，这仗打得不亏，还赚钱。
随着，4月初，黑龙江流域和尼布楚河流域的冰雪消融，人民革命军便组织蒸汽船沿着黑龙江、尼布楚河不断往尼布楚和赤塔城输送移民和各种物资，加强两地的防御，并在两城之前利用俄军俘虏每隔五十公里左右在河流合适的地点，趁着春季修筑一座补给小城，作为两座大城的之间补给站和军事岗哨。
4月2日，俄军在尼布楚大败、赤塔城被占的消息，先后被汇报给俄国沙皇尼古拉二世，气得尼古拉二世直骂库罗帕特金中将是混账东西，并下令进行局部动员，准备调动二十万陆军对赤塔城进行反攻。
不过，很快又一个坏消息传来，由于1896年奥斯曼土耳其控制的克里特岛爆发反对奥斯曼的起义，引发希腊与土耳其关系紧张。