圣诞节一早，两人先去拜访余道台--前任道台则正是施绍基。余道台举人出身，不懂外文，对疫情了解也甚浮泛简略。伍连德告别之后，即与林家瑞决定到傅家甸（今哈尔滨市道外区）疫地查访。该地已有熙良总督派驻的姚、孙二位医生在总商会门口迎接。二人毕业于北洋医学堂，一为广东人，一为福建人，与伍、林颇能合作。据姚医生报告，过去一月病患不多，每日一二起；后渐增多，当日已有十余人死亡。全市仅他们两位医生、5名护士，人手十分不足，病人只能由警察帮助送至“疫房”（一间公共浴室拨充）。居民常有把尸体抛于马路边之事，赖政府购棺木埋葬。他们一起去见陈县长和警察长，对疫情亦所知不多，不过都表示了协作态度。
    12月27日这一天有一位嫁给中国人的日本客店女老板突然死去。死前有咳嗽吐血的症状。姚医生曾提到疫者病多先起于肺部，情况相似。伍连德立即带着助手和检验器具前往。客店黑暗拥挤，家境不富，所穿和服也是最廉贱一种。他们从死者心腔抽了两管血，又从肺、脾等组织取样。尸体缝好仍置于政府棺木中埋葬。一切只能悄悄进行，暂时不想让人知道，因为这不仅在傅家甸为第一例尸检，而且在东北疫检也恐是第一例。总商会借出一间空房作实验室，在显微镜下发现了大量疫菌。于是迅即将此结果报告给北京当局和当地官吏，并邀余道台、陈县长、警察长等同来观看，以示不诬。通过这一例检验，伍连德强烈认为：目前的流行是肺炎疫（肺鼠疫），主要通过人与人之间传染，与一般的通过鼠蚤传染的淋巴腺鼠疫情况不同。可是当时的医生和防疫当局，对此还闻所未闻。一般皆以为鼠疫完全是因老鼠传染。
    伍连德根据这一重要发现以及疫情传播蔓延的方式、路线，随即提出了9条建议，其中特别强调了疫者的隔离和对火车交通的管制。他认为，疫之初起是与满洲里一带草原捕土拨鼠人有关。山东人最多，常年有万把人蛰伏候捕，每捕得二三十条，即到客栈剥皮、染色、冒充黑貂出售，而客栈一个炕上挤睡二十余人，一有得病即可传染他人。9月间已发现不少人咳嗽、吐血、发热，不久即死亡，死者全身皮肤青紫。10月有病例出现于满洲里，于是引起居民恐慌，开始乘火车向东南之哈尔滨等地逃避，沿线530公里，各站都有人下车，疫情迅速扩大蔓延，并且沿铁路已南下向关内发展。东北铁路分属俄国、日本，伍连德因此要求北京向俄日提出交涉，促其合作。
    姚、孙医生租下一座房子作消毒站，储起许多硫磺、石灰。姚医生对消毒颇有研究，硫磺在罐子中燃烧产生浓烟，可以杀死空气中的细菌，石灰水喷洒墙壁地面。这也是中国人传统的消毒驱虫之法。另一间空房则作为实验室，伍连德在此放置显微镜和各种医学用具。这时，伍连德发现已有一位日本医生在作检测，不过他只是抓老鼠作化验，是南满铁路局派来调查瘟疫者，当伍氏告诉他目前的流行与鼠类关系不大时，他不太相信。
    元旦前夕，伍连德拜访了俄国铁路局总督贺威将军，要求拨借几节货车车皮充作病人家属隔离之用，贺氏很合作。在座还有该局医药处主任、波兰人埃新斯基，哈尔滨俄国防疫局局长柯契洛夫、铁路医院高级医官波古契等。埃新斯基对检验所见很感兴趣，要求借片子一看。伍氏又拜会了各国在哈领事。日俄两国的总领事只关心政治，不关心疫病；英法领事态度冷淡，纵使他们听说伍氏曾在英法就学；只有美国领事洛奇·格林，一位哈佛大学毕业生，热忱而友善，十分鼓励并相信有组织地进行防疫，必能成功。他表示愿意随时提供帮助。对于年青而初负不可预知的危难责任的伍连德来说，这种精神支持是十分重要的。
    可是，大多数外国医生对伍连德这位中国医生的看法不屑一顾，甚至是不信任的。一位应召前来防疫的法国医生、原北洋医学堂教授梅思耐，43岁，有过防治腺鼠疫的经验，初到哈尔滨即向总督熙良提出要求委为防疫主任，总管防疫事务。在与伍连德讨论疫情时，根本反对伍氏之人与人传染为主要途经的看法，固守他过去在印度等地防治鼠疫的经验。他认为伍连德少不更事，太年轻，没经验。伍氏微笑一下，顿时使他暴跳如雷，认为是在讥笑他，责骂起来。伍连德愤而退出，回旅馆起草电稿向北京请辞。24小时后复电到达，免去梅氏职位，伍连德照旧工作，并经各医官推举，任总医官，负起了全责。官员们也表示衷心合作，全力支持他领导防疫。
    不幸的是梅思耐医生却遭到了疫疾的报复。伍连德曾经去访问过俄国防疫医院，主管医生哈夫金规定进医院穿白大衣、戴白帽，却不戴口罩。这使伍连德十分为难，但不好违拗，还怕受讥笑，好象只有他怕被传染似的。病房里8个病人，其中2名俄国人，都有发高烧、脉博快及轻度咳嗽症状。哈夫金听诊时毫无避忌，低着头与病人呼吸相近。伍连德则只好把头高高昂起，以免呼吸对流。在病房十几分钟，连大气也不敢透。哈夫金很以为好笑。不过，哈夫金是注射过他叔父发明的防疫针的。但根本问题是他们不相信呼吸传染的可能。倒霉的梅思耐也被同样接待进病房，也诊察了病人。3日之后他开始发烧头痛，又一日咳嗽兼作，再三日皮肤青紫，神智昏迷，死于非命。实际上，该院此前也有过几位职员传染而死，可见哈夫金的预防针效力是可疑的。梅思耐之死促使哈夫金也戴起了口罩，俄国当局并大量制造口罩发放给防疫人员，还将一座三层旅馆封闭，将染疫者衣物统统取走焚毁，采用伍氏方法以硫磺熏烟和石炭酸消毒。
    不过疫情仍未能遏止。一天死50人，死百人，最高一天达到183人。旧历年临近，更促使人群南迁，纷纷要想逃离疫区回南方过年。疫情迅速伸延到京津、山东、汉口等铁路沿线。伍连德召集身边七八位医生商谈，提出分区隔离、查验，杜绝因人群流动而使疫情蔓延之法。并请从长春调来步兵1160名严格管制交通，征募特别警察600名在医生指导下防疫。四个区每区配备医药大员1人，助理2人，学生4人，卫生侍役58人，警察26名，担架16付，马车12辆。原先的鼠疫医院予以焚毁，另建一座医院以收容病人。地方官们转变了冷漠和宿命态度，积极予以配合。俄国当局也采取了类似措施，并派著名教授柴波罗耐从彼得堡来观察指导，提出了注意市民卫生、隔离及改进穷苦人家状况，为工人与失业者建立食堂和避难所等措施，还设立起前哨站检查进入市区之人，消毒房屋、衣服等。他们还借出120辆车供隔离无症状的接触者之用。伍连德博士的防疫方针被全面接受，整个战役实际上是在他的指导下展开了。
    由于死亡人数剧增。加上零下几十度天寒地冻，尸体无法埋入地下。棺木也来不及提供。伍连德见到长达一里的尸体堆积，深感此为重要疫源，必须立即处置。他提出就地集体火葬的建议，却与传统的崇祖尊尸习俗不合。于是决定奏请皇上特颁逾旨。奏章恳切陈辞，力陈利害。同时动员全城官商仕绅联名向吉林总督陈情。到第三天，外务部发电称皇上准伍氏之奏，可立即火葬。
    1911年1月29日③，在伍氏与医务人员指导下，雇用200名工人将尸体分成22堆，每堆100具，于次日即正月初一，浇上火油集体火葬。文武大员均被请来出席典礼仪式，防疫局并发出传单，号召全城燃放爆竹，驱邪接运，为死者送行。烈焰腾空，硝烟弥漫，一日之内将疫源扫荡殆尽。骨灰集中埋入新掘坑中。伍氏认为爆竹焰硝无异于为全城空气作一次消毒。随后俄国当局也依照实施，甚至将陈腐之尸也从坟墓掘出焚毁了1001具，总计为1416具[17]。其它各地，纷纷仿行。
    这一措施十分得力。自此之后，死亡率明显下降，至3月1日已完全停止。其它地区至4月亦皆停息[18]。举世震惊的满洲里鼠疫大流行，至此告一段落。而伍连德居功厥伟，是大家所公认的。