韩团长的部队在洪河沿岸展开部署。洪河河面结冰，但冰层较薄，无法承载重型装备。韩团长下令战士们在河岸两侧的高地架设重机枪和迫击炮，在冰面上凿开一个个冰洞，布置陷阱，同时在道路上埋设土雷和石雷。当日军第2大队抵达洪河岸边时，韩团长大喊一声：“开火！”两岸的重机枪和迫击炮同时发难，子弹和炮弹如雨点般落在日军队列中。日军猝不及防，纷纷倒下，想要后退，却触发了道路上的地雷，爆炸声此起彼伏。日军指挥官见状，下令强行渡河，士兵们踩着薄冰冲向对岸，冰面不堪重负，纷纷破裂，不少日军掉进冰冷的河水中，挣扎着呼救，很快就被冻僵。
赵铁锤的破袭部队则沿着平汉线快速推进。他们分成多个小组，在铁路沿线埋设炸药，炸毁铁轨和桥梁。当日军装甲列车中队巡逻至西平至漯河段的石拱桥时，赵铁锤下令引爆炸药，桥梁轰然坍塌，装甲列车冲出轨道，翻倒在路基旁。战士们立刻冲上去，用火箭筒和炸药包攻击装甲列车，装甲列车的炮塔被炸毁，里面的日军士兵被迫投降。随后，破袭部队又炸毁了多处铁轨和通信线路，彻底切断了西平日军与外界的联系。
西平县城内的川岛大佐得知铁路被破坏、增援部队被阻击，顿时慌了神。他多次发电报请求漯河和驻马店的日军增援，但平汉线被破坏，增援部队根本无法及时赶到。城内的弹药和粮食逐渐短缺，日军士兵的士气低落，不少伪军开始动摇。
12月30日拂晓，陈惊雷下令发起总攻。补充团的战士们从交通壕内冲出，推着云梯，向城墙发起冲锋。城墙上的日军疯狂射击，战士们纷纷倒下，但后续部队毫不退缩，继续冲锋。赵铁锤的破袭部队也赶回西平县城外，加入攻城战斗。爆破连的战士们用炸药包炸开了城墙缺口，战士们顺着缺口冲进城内，与日军展开巷战。
韩团长的部队在击退日军第2大队后，也赶来增援。战士们从各个方向冲进西平县城，与日军展开逐街逐屋的争夺。日军凭借房屋和街巷顽强抵抗，战士们则利用交通壕和民房墙壁上的射击孔，交替掩护前进，不断压缩日军的防御空间。
川岛大佐带着残部退守县城中心的联队部，依托坚固的工事负隅顽抗。陈惊雷下令用迫击炮轰击联队部，随后战士们发起冲锋，冲进联队部院内，与日军展开白刃战。川岛大佐挥舞着军刀，与战士们搏斗，最终被赵铁锤一枪击中胸膛，倒在地上。
中午时分，西平县城内的日军被全部肃清。此战，平汉纵队共毙伤日军五千余人、伪军两千余人，俘虏日军三百余人、伪军一千五百余人，炸毁日军装甲列车两辆、汽车三十余辆，缴获重机枪三十挺、轻机枪一百挺、步枪三千余支、子弹十五万余发，彻底摧毁了西平日军的据点，切断了平汉线中段日军的联系。
战斗结束后，战士们在城内清理战场，乡亲们自发赶来，送来热气腾腾的饭菜和饮用水。陈惊雷站在西平县城的城楼上，望着远处的平汉铁路，电台里传来指挥部的电报：“西平大捷，彻底切断了平汉线中段日军的补给线，为解放漯河、驻马店奠定了基础！命令平汉纵队休整两日，随后向漯河进发，扩大战果！”
陈惊雷转身对着身边的战士们大喊：“同志们，休整两日，我们进攻漯河！把小鬼子彻底赶出平汉线！”
战士们纷纷举起武器，发出震天的呐喊。
