深夜，苏军在第一道防线得手后没有停顿，前线指挥官下令连夜推进。
第94步兵师担任主攻，第192步兵师在右翼展开，第61坦克师抽调一队坦克配属给步兵加强突击力。蒙军第6骑兵师和第7骑兵师分别从东西两翼迂回，企图包抄国军侧后。
凌晨一点，苏军炮兵开始对国军主阵地进行火力准备。第17集团军直属的四个榴弹炮团同时开火，122毫米榴弹炮和152毫米加榴炮的炮弹在夜空中划出暗红色的弧线，砸在国军第二道防线上。爆炸的火光连绵不断，整片丘陵被照得如同白昼。
独9师师长赵兴汉站在师指挥所的观察口后面，望远镜里看到的是无边无际的火海。炮弹在阵地上不断炸开，沙袋被掀飞，战壕被炸塌，士兵们蜷缩在猫耳洞里，耳朵被震得嗡嗡作响。电话线被炸断了三次，通信兵每次都冒着炮火跑出去接，第三次冲出去的人没回来，第四波又冲了出去。
“命令各团，沉住气，等苏军炮火延伸后再进入阵地。”赵兴汉放下望远镜，“他们打完炮就该上步兵了。”
苏军的炮击持续了四十分钟。凌晨一点五十分，炮火开始向纵深延伸，苏军步兵在坦克的掩护下发起冲击。第94步兵师的两个团从正面向国军阵地压过来，步兵喊着口号往前冲，冲锋枪手跑在最前面，后面跟着轻机枪组和掷弹筒手。
国军士兵从猫耳洞里钻出来，抖掉身上的土，架起步枪和机枪。一连一排长刚把机枪架在炸塌了一半的胸墙上，就看到前方黑暗中涌出一大片人影，距离已经不到三百米。
“开火！”
捷克式轻机枪的子弹在夜空中划出一道道亮线。二八式步枪的齐射声密集而整齐，枪榴弹手把二七式枪榴弹套上枪口，瞄准苏军冲锋枪手集中的位置连续发射。苏军士兵在弹雨中纷纷倒下，但后面的人踩着前面人的尸体继续往前冲。
苏军的一辆bt-7坦克冲到了距前沿不到一百米的位置，炮口火光一闪，一发炮弹打在机枪掩体旁边，两个机枪手当场阵亡。副射手把机枪从炸塌的掩体里拖出来，换了个位置继续打。火箭筒小组长带着射手从侧翼匍匐过去，在距离坦克八十米处架起坦克杀手火箭筒。射手瞄准了坦克的侧面，扣动扳机，火箭弹穿透装甲，坦克内部弹药殉爆，整个炮塔被炸飞，火光照亮了周围几十米的地面。
右翼，第192步兵师的一个团摸到了国军阵地侧翼，试图从两个团的结合部穿插进来。守在那里的三营七连发现了苏军的企图，连长下令全连上刺刀。苏军步兵冲到战壕前不到三十米时，七连全连从战壕里跃出，双方在火光中展开白刃战。刺刀、枪托、工兵铲……双方喊杀声震天，进行着血与火的碰撞，有人在战壕里抱在一起翻滚，有人用枪托砸碎了对手的下巴。
白刃战打了二十分钟，苏军终于撑不住退了回去。七连伤亡过半，连长被手榴弹炸断了一条腿，卫生兵在阵地上爬来爬去给他包扎，他推开了卫生兵，靠在战壕壁上继续指挥。
凌晨三点，苏军重新组织了第三波进攻。这次他们集中了一个加强团的兵力，在密集炮火掩护下猛攻国军阵地中央。炮弹在阵地上不断爆炸，战壕一段段被炸塌，士兵们用同伴的尸体和炸碎的沙袋重新垒起胸墙。重机枪枪管打红了，副射手用湿布裹着换枪管，手指被烫起了泡。迫击炮弹快打完了，炮手只留着最后三发等命令。
凌晨四点，苏军在东翼的攻势达到了顶点。蒙军第6骑兵师的一个骑兵团趁夜色摸到了国军后方，袭击了一个后勤补给站。驻守补给站的后勤连拼死抵抗，用步枪和手榴弹顶住了骑兵的冲锋。天亮后敌军撤退，后勤连伤亡大半，但幸运的是补给站没有被攻破，弹药和粮食保住了。
几乎在同时，独9师配属的骑兵团按照前敌司令部的命令，趁夜色掩护悄然向北出击。骑兵团绕过苏军正面战线，分成两个突击群，从东侧和西侧同时摸向苏军后方已经标定的炮兵阵地。
