Десантная операция советских войск в сахалинский порт Маока началась 20 августа 1945 года. Ранним утром корабли, соблюдая маскировку и режим полного радиомолчания, в сплошном тумане подошли к порту. Десантирование производилось на причалах центральной и южной гаваней порта, причальный конец первого катера принял японец, стоявший на причале. Одновременно открыли огонь корабли артиллерийской поддержки. Эффект внезапности полностью оправдался.

Десант явился составной частью Южно-Сахалинской операции. Получив сообщение о начале переговоров о капитуляции японских войск в Котонском укрепленном районе на Южном Сахалине, командующий вторым Дальневосточным фронтом генерал армии Максим Пуркаев приказал командующему Северной Тихоокеанской флотилией вице-адмиралу Владимиру Андрееву и командующему 16-й армией генерал-лейтенанту Леонтию Черемисову подготовить и провести десантную операцию по захвату крупного порта Маока, ныне Холмск, с целью принудить к капитуляции японские войска в этом районе и сорвать их возможную эвакуацию в Японию.

Планом операции предусматривалось высадить 113-ю стрелковую бригаду и сводный батальон морской пехоты до 3 450 человек непосредственно на причалы порта утром 20 августа и к исходу дня расширить плацдарм до железнодорожных станций Томамай и Атакай в направлении Тойохара, ныне Южно-Сахалинск, включительно.

Десант формировался и выходил из главной базы флотилии - порта Советская Гавань. Командир высадки десанта - капитан 1 ранга Алексей Леонов, командир десанта - командир 113-й стрелковой бригады полковник Захаров.

В рамках подготовки авиации флота удалось сделать подробные фотографии порта Маока, с 17 августа район порта держала под наблюдением высаженная с подводной лодки Щ-118 советская разведгруппа. Силы японцев в порту и в городе насчитывали два батальона пехоты, артиллерийские и минометные подразделения, береговые части, 1 бронепоезд. Все они подчинялись командиру 88-й пехотной дивизии 5-го фронта генерал-лейтенанту Киитиро Хигути.

Впоследствии выяснилось, что еще 17 августа 1945 года в порту Маока находился корабль, идентифицированный как легкий крейсер. Из-за тумана он не был своевременно обнаружен советской авиаразведкой. По счастливому стечению обстоятельств, корабль ушел из порта накануне высадки десанта.

Операция началась 20 августа 1945 года, для противника советский десант оказался полной неожиданностью. Используя замешательство противника, десантники за 40 минут овладели прибрежными портовыми сооружениями. Затем японское сопротивление резко возросло. Однако первый и второй эшелоны десанта были высажены непосредственно в гавани и сразу вступили в бой. Из-за сильного тумана авиационная поддержка отсутствовала, артиллерийский огонь кораблей часто приходилось приостанавливать.

Во время боя группа советских солдат вошла на территорию заминированного японцами здания на месте, где впоследствии располагалась средняя школа №6 над городским сквером. От взрыва погибли многие красноармейцы. По некоторым данным, именно поэтому памятник погибшим за освобождение города расположен прямо в городском сквере, непосредственно вблизи места взрыва.

К 12 часам порт был полностью занят советскими войсками, а к 14 часам зачищен от противника и город. В ходе боя японцы потеряли около 300 человек убитыми и около 600 - пленными. Потери десанта по официальным данным составили 77 убитых и раненых. В уличном бою большие потери понесло мирное население, в панике пытавшееся покинуть город, погибло до 600 мирных жителей. Город подвергся значительным разрушениям.

При высадке один сторожевой катер сел на мель и получил повреждения сначала от огня японцев, а затем по ошибке от советского сторожевого корабля, после чего был снят с мели и отбуксирован из порта. Еще 3 катера незначительно повреждены огнем японцев, на подводных камнях и мелях были повреждены два тральщика, транспорт и два пограничных катера.

Выбитые из Маоки японцы отступали вглубь острова вдоль железной и шоссейной дорог. Советский батальон морской пехоты начал продвижение по побережью на Хонто, ныне Невельск, а 113-я стрелковая бригада - вдоль железной дороги на Отомари, ныне Корсаков, а также в направление Футомата, Чапланово - Осака, Пятиречье, через Камышовый перевал. Бои на Камышовом перевале продолжались 2 дня и унесли много жизней с обеих сторон.

В течение дня были заняты две железнодорожные станции, но к исходу дня на господствующих высотах у станции Футомата, ныне станция Чапланово, японцы остановили наступавшие советские части и вынудили их перейти к обороне. В бою у так называемого Чертова моста погиб почти весь расчет орудия сержанта Евгения Чапланова, уцелели только 2 человека, пытавшийся расстрелять японскую пулеметную позицию прямой наводкой.

По словам одного из выживших бойцов орудия Чапланова, произошло подклинивание снаряда в стволе попавшей в ствол пулей из японского пулемета, что не позволило советским артиллеристам уничтожить пулемет и привело к гибели большей части расчета.

Советские войска 23 августа 1945 года заняли станцию Футомату и продолжили наступление к Рудака, ныне Анива, и Отомари, ныне Корсаков. Батальон морских пехотинцев за это время продвинулся с боями в южном направлении до 30 километров. В ходе боя за станцию авиация флотилии совершила 61 боевых вылет и уничтожила 28 дзотов. Задачи десантной операции в порт Маока были полностью выполнены.