1931年九一八事变爆发后，日本用了三个月时间占领整个东北，为了长期占领，日本人苦心经营，从1931年开始，在中苏、中蒙边境修建了17个要塞，要塞的修建持续十余年，直到日本战败投降，很多要塞还没有建成，位于呼伦贝尔牙克石的乌奴耳要塞就是日军占领的末期修建的，他的分布规模是17个要塞中最大的一个。
日军随着在太平洋战争的失败，对苏的战略由半攻半守转为全面防御。乌奴耳距离中蒙、中苏边境均在300公里半径，这里是大兴安岭的门户，也是滨洲铁路（哈尔滨-满洲里）西线的咽喉，一旦失守，身后的长春、沈阳等重要城市将岌岌可危。如果苏联红军对其发动进攻，乌奴耳是必选的路线，所以关东军集中了一切力量修建乌奴耳要塞，
乌奴耳要塞始建于1944年，西起牙克石，东至博克图，全长127.6公里。分为乌奴耳阵地、博克图阵地、免渡河阵地、牙克石阵地，其中乌奴耳是主阵地，关东军在乌奴耳一共部署3个步兵师团，兵力达到7万余人，长期驻守的主力师团是关东军第119师团，另外在绰源还建有军用机场。
乌奴耳要塞与早期修建的西南阿尔山要塞，西北的海拉尔要塞相互协防，形成了三犄角式的内陆大纵深的防御体系，是防御苏军穿越大兴安岭东进的第二道防线。
乌奴耳阵地的核心区域分布在二道梁子，在二道梁子的最高点筑有战时指挥所，指挥所按照甲级工事标准修建（关东军要塞建筑标准有特级、甲、乙、丙、丁五个等级），墙体厚度0.8米，顶部2米，均用钢筋混凝土浇筑。可以承受重炮或者500公斤级航空炸弹的直接轰击。指挥所周围有多个特级火力点，轻机枪阵地和重机枪阵地相互交错，形成密集的立体防御体系。每个阵地由地下通道或者地面坑道连接，每个阵地的地下均有地下弹药库，弹药库分成若干个独立空间，防止殉爆。
二道梁子的东、西、南三个方向分别部署了三个炮兵阵地，炮兵阵地按照甲级建造标准修建。炮兵阵地利用有利地形，可以协防周围的阵地，也可以封锁滨洲铁路。炮兵阵地周围有防坦克壕、明堡、暗堡、观察哨等工事，整个防御体系部署的非常严谨。防坦克壕宽5米，深3米，坡45度，针对苏军主力坦克T-34量身设计。利用防坦克壕将苏军坦克阻止在壕边，然后利用平射炮对其进行打击。
二道梁子主阵地西侧的头道梁子，在这里日军依山势修建了10几个碉堡，用于封锁公路。在大架子山上也建有密集的碉堡扼守海拉尔方向的公路，另外在穷棒子沟筑有伊和布德日阵地，乌奴耳去往绰河源的公路上也建有元宝山阵地。日军针对乌奴耳周边所有交通要道均筑有坚固的永久性工事，可以形成交叉的火力覆盖。
绰源机场始建于1942年，拥有一条跑道，跑道长1500米，宽70米。依山修建18个飞机库，驻守两个飞行中队。主要的作战飞机为零式战机和88式侦察机。飞机库长21米，高5.6米，宽17.6米。在6号和7号飞机库之间，将山体向内开凿大约100米，用来储备重要的战略物资，同时机场的战时指挥部也在这里。
乌奴耳要塞有效地利用了地形地貌，工事多围绕山体而建。地下工事采取分散式设计，做到既能统一防御，又能够保持独立作战。要塞的西南方向为正面防御，在铁路线、公路的两侧高地上筑有大量的碉堡工事，整个乌奴耳要塞包含了400多处永久性工事，包括碉堡、指挥所、观察所、弹药库、兵舍、掩体、交通壕、防坦克壕、发电室、蓄水池等，拥有完善的作战防御体系。
1945年8月8日，苏联对日宣战，8月11日苏军第36集团军开始对海拉尔要塞进行攻击。大量从海拉尔溃败的关东军退防到乌奴耳要塞，想在这里死守。8月12日，苏军迅速攻克了乌奴耳免渡河阵地，8月15日对主阵地二道梁子发动大规模进攻，出动了坦克、飞机协同步兵。
凭借有利的地形，依托坚固的要塞工事，日军与苏联红军展开激烈交战，战斗持续一天，苏军仍然没能攻克二道梁子。到了8月16日下午，关东军二道梁子守军才收到日本投降的消息，但254联队却趁黑夜逃到了齐齐哈尔，不料齐齐哈尔已被苏军控制，254联队的残部在齐齐哈尔接受投降。
2010年，侵华日军乌奴耳要塞群遗址被列为自治区级文物保护单位，成为爱国主义教育基地，勿忘国耻，警钟长鸣。
