等人还联名发表了抗日讨逆通电以及告民众书。2月3日，日军重兵逼近哈尔滨，为保卫哈尔滨，他亲临前线指挥，战斗持续到2月5日凌晨，在敌军强攻下，自卫军损失严重，防地相继失守，他痛心疾首，已无力挽救残局，于2月5日撤离哈尔滨，退守依兰。1932年秋，日军解决马占山、苏炳文等部后，对李杜、王德林部围剿。李杜转往密山。1933年1月9日，李杜率残部从虎林渡江退入苏联。
来到内地.1933年6月4日，李杜从苏联经欧洲回到上海，获得上海市市长吴铁城以及市民的欢迎。此后他到庐山面见蒋介石，请求援助