Den finske offensiv ble innledet i de tidlige timer den 4. september ved Tuulos, da den hittil kraftigste artilleribeskytning i Finlands historie ble innledet. Denne artilleribeskytningen, dens effektivitet, arbeidsgang og ammunisjonsforbruk ble grundig undersøkt straks etter slaget, og det avstedkom en rekke forbedringer, som ble perfeksjonert i slaget ved Tali-Ihantala. Straks etter skytningen var opphørt, krysset 5. divisjon Tuulos-elven, 7 km fra dens munning, kl. 5 om morgenen. Overgangen over elven gikk glatt, men snart ble russiske motstand intensivert. Den finske panserbataljon fulgte etter fortroppen, og hjalp til med å nedkjempe fiendens stillinger slik at kystveien ble avskåret. Det sovjetiske motangrepet startet kl. 13, og klarte å omringe finnene som hadde rykket fram langs kystveien. Omkring kl. 14, da situasjonen så alvorlig ut for finnene, satte oberst Karhu reservedivisjonen inn i kampen. Sammen med stridsvogner klarte de å bryte omringningen omkring kl. 17.30, og i den påfølgende strid ble styrkene spredt. Finnene nådde fram til bredden av Ladogasjøen, og avskar dermed tilbaketrekningsrutene for de sovjetiske styrker som fortsatt lå mellom dem og Tuuloselven. I løpet av natten ble de omringede sovjetiske styrkene nedkjempet. I slaget ble Sovjets 3. marinebrigade og et infanteriregiment rystet og delvis ødelagt. Veien til Olonets lå deretter åpen for finnene.