７月１６日，他由牡丹江赴哈尔滨。在哈市，他听取了黑龙江省军区负责人的工作汇报，详细观看了省军区的农、林、牧、渔场分布形势图。回到住地，他结合边防情况进行了分析，然后向随行参谋提出：“你们研究一下，若是像新疆那样组建生产建设兵团，按照黑龙江边境地区现有农场数目，在实际需要上够不够。哪些地区是战略要点，如何建设生产兵团，让沈阳军区考虑，请他们最近提出意见来。”他还视察了军事工程学院，在学院的书店里买了俄文书籍。在翻看这些书时，感到视力更加减退，头痛更加厉害。他不顾随行人员的劝阻，仍然决定到海拉尔去，现地勘察中苏边境布防情况，完成预定的视察计划。
７月２０日，刘伯承继续北上，途经齐齐哈尔市，视察了两个军工厂。在观看试制的火炮、炮弹图样和实物样品时，他说：“现代战争机动性很重要，我们既要生产大口径的火炮，同时也要研究和生产轻便的、便于机动的、多种用途的火炮和炮弹，适用于山地、丛林作战，拆卸灵便，能打空中飞机、海上的轻型舰艇、陆地上的坦克和碉堡。”
７月２４日，刘伯承到达了他东北之行的最后一站，内蒙古自治区海拉尔市。在市郊北山，他认真察看了当年日本关东军修筑的地下工事群。先是结合周围地形，详细研究了工事外部的结构和体系，尔后亲自下到工事里边，对其内部结构，包括进出口通道、射界范围、离地高度、抗击能力，以及容量、厚度、生活卫生设施等，都一一作了细致的观察。由于天气酷热，坑道内潮湿霉烂，臭味扑鼻，加之整整一个上午没有休息，钻出工事时，随行人员都汗流浃背，疲劳不堪。可是他却始终兴致盎然。一出工事，他就对海拉尔军分区负责人说：“听说苏军在这里进攻时，日本人死了不少，许多人是死在洞里的。苏军也受到很大的伤亡才占领了工事。你们要很好地研究一下，苏军是怎样打下来的，日军是怎么被歼灭的。据说苏军最后是用了水淹法才解决问题的。把实际情况弄清楚，调查研究后向军委写个报告。”他还对随行的参谋说：“我看了地下工事，又研究了日本军队当时总的布局。日军在满洲里、海拉尔这个方向上，可能是一个师团。以满洲里为前线阵地，布置有一个大队或者一个联队。海拉尔附近地域为基本阵地，布置有一个联队，预备队为一个联队。在海拉尔北山构筑了地下和地面相结合的碉堡工事：东面可能是弹药库，西面是指挥部，方向对着满洲里。这样的布势，可以研究参考。”