工兵班用爆破筒将城门炸开了一个大洞，650团一营二连的战士从豁口里钻了进去，和城门口守着的一队日军展开了近距离对射。
上午九点半，山海关西门被突破。
刘小伟在观察所里接到刘建章的电话：“650团已经进了西门，正在和日军打巷战。城墙上的日军还在抵抗，但火力已经被压制住了。”
“不要跟日军在巷子里纠缠。”刘小伟说，“进了城之后，650团沿城墙往南打，651团往北打，把城墙上的日军全部扫干净。652团直插城中心十字街口，切断日军南北联系。让宋金发的653团从北门压进去，南北夹击。”
他挂了电话，对参谋长说：“把预备队655团也推上去，让他们从西门跟进，跟在650团后面向南展开。”
参谋长问：“现在就用预备队？”
“用。”刘小伟说，“通知各部，速战速决，一鼓作气拿下山海关。”
山海关城内的巷战打得极为惨烈。
日军守备队长是一个叫山田的少佐，四十五岁，参加过淞沪会战和武汉会战，守城经验非常丰富。他的三千守军在经历了外围据点的炮击和西门突破后已经伤亡了近三分之一，但他在城中心十字街口布置了三道街垒防线，每道街垒后面都配备了轻机枪和掷弹筒。
650团沿城墙往南打的时候，遭到了街垒的侧射火力打击，冲在最前面的一个排猝不及防之下被打倒了一半。韩志成见状，带着一个班贴着墙根摸到街垒侧面，用手榴弹解决了对方。
第二道街垒更难打。日军把两挺重机枪架在一家当铺的二楼窗口，居高临下封锁了整个街口。韩志成叫来了火箭筒，从对面一家茶叶店的屋顶上轰掉了当铺二楼。
山田少佐在第三道街垒被攻克后，带着残余的卫兵退到了城东北角的文庙里。院墙有两米高，红漆大门紧闭，里面还有二十多个日军士兵，两挺轻机枪架在屋顶上。
652团的部队把文庙团团围住。团长站在庙门外喊话让山田投降，里面没有回答。过了片刻，文庙里传来一声枪响。团长带人冲进去的时候，山田已经倒在正殿的青砖地上，右手还握着手枪，太阳穴上有一个弹孔。
剩下十几个日军士兵跪在院子里，握着刺刀对准腹部，步枪整齐地放在身旁。他们的中队长在西门突破时就战死了，最后一个指挥官是军曹。军曹看着走进院子的国军士兵，解开了上衣的第一颗纽扣，露出里面缠在身上的白色布条。他把指挥刀对准腹部，用力捅了进去。
下午四点，新5军的军旗插上了山海关城楼。
刘小伟从西门走进山海关，只见战士们正在清理废墟里的日军尸体，一队俘虏的伪满军士兵低着头被押出城去。
刘建章从城墙上走下来，军装上全是灰土和硝烟，但精神很好。他向刘小伟敬了个礼：“军长，关城已全部肃清。日军守备队三千人，击毙两千一百余人，俘虏伤兵三百余人。伪满军一千五百人，被击毙六百余人，其余全部投降。我军伤亡一千一百人。”
刘小伟点了点头：“给吴司令发电。新5军已于2月14日攻克山海关。”
