上午九點，日軍的先頭部隊出現在河谷入口。
第79聯隊聯隊長森田范正大佐用望遠鏡觀察了一下地形，眉頭緊鎖。河谷兩側的山丘上可以看見八路軍的旗幟和工事，是一個典型的伏擊地形。
「炮兵！轟擊兩側山丘！」森田范正下令。
日軍第20師團的野炮聯隊迅速展開，向兩側山丘猛烈轟擊。炮彈不斷在山丘上爆炸，泥土和碎石飛濺。
但八路軍戰士們躲在工事裡，傷亡不大。
炮擊持續了二十分鐘，森田范正下令步兵衝鋒。
一個大隊的日軍步兵端著刺刀，向山丘衝擊。就在他們衝到半山腰時，山上的輕重機槍同時開火。
「噠噠噠噠！」
密集的子彈像雨點一樣潑下來。沖在最前面的日軍士兵紛紛中彈倒地。後面的士兵立刻趴下，尋找掩體還擊。
日軍的擲彈筒也開始向山上發射榴彈，但效果有限。
「繼續衝擊！不能停！」日軍大隊長揮舞著軍刀。
日軍又發動了第二次、第三次衝鋒，都被獨立2旅、獨立5旅的頑強阻擊打退。
森田范正意識到光靠步兵強攻不行，立刻向梅津美治郎請求炮火支援。
梅津美治郎得知前方被八路軍堵住，心急如焚。他知道平西兵團的快速支隊正在後方追擊，如果前方不能快速突破，就會被前後夾擊。
「集中全軍所有火炮和重火力，盯著天空轟炸，向八路軍陣地傾瀉彈藥！」梅津美治郎下令。
日軍第一軍所有還能開火的火炮都被調集過來。150mm重炮、105mm榴彈炮、75mm野炮、山炮，超過兩百門各種口徑的火炮向獨立2旅、獨立5旅的陣地猛烈轟擊。
就在這時，南邊天際又出現了黑點。
寧陵航空隊的B-17B轟炸機群再次臨空。
「空襲！」
日軍高炮部隊慌忙開火，但經過幾天的連續轟炸，高炮數量已經嚴重不足，彈藥也消耗殆盡。
B-17B轟炸機群這次盯上的正是日軍正在猛烈開火的炮兵陣地。
一枚枚500磅航彈呼嘯著從天而降，砸進日軍的炮兵陣地里。一門正在開火的150mm重炮被直接命中，巨大的炮身被炸成麻花，周圍的炮兵全部陣亡。
其他轟炸機也各自尋找目標投彈。日軍的炮兵陣地上爆炸聲此起彼伏，一門門火炮被炸毀，炮兵死傷慘重。
森田范正眼睜睜看著己方的炮火支援越來越弱，急得破口大罵：「空軍呢？帝國的空軍在哪裡？」
沒有人能回答他。
轟炸持續了四十分鐘。當B-17B轟炸機群返航時，日軍第一軍的炮兵火力已經減弱了大半。很多火炮被炸毀，更多的炮兵死傷，還能開火的炮數量銳減。
「衝鋒！奪回陣地！」森田范正咬牙下令。
失去炮火支援的日軍步兵再次向山丘發起衝鋒，但獨立2旅、獨立5旅的火力依然兇猛。戰鬥持續到傍晚，日軍付出了慘重代價，依然未能突破八路軍陣地。
天黑後，彭紹輝和王尚榮接到賀師長的命令：遲滯任務完成，主動撤退，破壞道路。
獨立2旅、獨立5旅趁著夜色撤離陣地，臨走前用炸藥把河谷公路炸出十幾個大坑，還埋設了大量地雷。
四月二十八日清晨，當日軍再次發動進攻時，發現八路軍已經撤走。但他們面前的道路已經面目全非，工兵光是排雷和修路就用了整整一天。
......
四月二十八日下午，大同以東三十公里處。
周鴻的快速支隊正在追擊日軍第109師團的第119聯隊。
這支日軍是梅津美治郎留下來斷後的。第119聯隊原有人數三千八百人，但經過連續轟炸和戰鬥，現在只剩下不到兩千人。
快速支隊在代縣與應縣之間的公路上追上了第119聯隊。
戰鬥隨即打響。
周鴻指揮部隊正面攻擊，李紹橋率部側翼迂迴。四百多輛裝甲車將日軍第119聯隊包圍在公路兩側的開闊地上。
日軍第119聯隊聯隊長木村經廣大佐看著四面八方湧來的裝甲車，臉色慘白。他沒有坦克，沒有反坦克炮，面對裝甲車幾乎沒有還手之力。
「全軍玉碎衝鋒！」木村經廣拔出軍刀，發出最後的命令。
殘餘的日軍步兵端著刺刀，向裝甲車發起自殺式衝鋒。
裝甲車上的20mm機關炮和機槍猛烈開火。衝鋒的日軍士兵成片成片地倒下，屍體在裝甲車前堆積成一道矮牆。
木村經廣自己也身中數彈，倒在地上。他望著灰濛濛的天空，閉上了眼睛。
戰鬥僅持續了三個小時。
第119聯隊全軍覆沒，聯隊長木村經廣大佐陣亡。日軍戰死一千四百餘人，被俘一百餘人。
快速支隊陣亡七十六人，傷一百五十二人，損失裝甲車十一輛。
「繼續追擊！」周鴻下令。
......
四月二十八日傍晚，日軍第一軍主力終於進入了懷仁縣境內。
但還沒等他們喘口氣，前方又出現了八路軍的旗幟——120師獨立1旅、獨立3旅已經在懷仁以北布好了阻擊陣地。
「八嘎！」梅津美治郎接到報告，氣得將水杯摔在地上。
參謀長橋本群說：「軍長閣下，八路軍120師沿途不斷襲擾阻擊，現在又派出兩個獨立旅擋住我們的去路。」
「第26師團呢？」梅津美治郎問，「黑田重德不是說派兵接應嗎？」
橋本群回答：「第26師團一個小時前發來電報，說他們準備派一個旅團進攻大同南側的八路軍120師358旅和獨立第3支隊。但……但剛接到情報，八路軍120師另外兩個旅——獨立1旅和獨立3旅，並沒有在和26師團交戰，而是正在向我們這個方向趕來。」
梅津美治郎臉色一變：「也就是說，黑田重德那邊還沒打通？」
「是的。」橋本群回答，「而且，平西兵團的快速支隊也擊潰了第119聯隊，正在繼續追趕我們。剛才後衛部隊報告，又有支那裝甲車出現在後方。」
屋漏偏逢連夜雨。
梅津美治郎強迫自己冷靜下來，走到地圖前仔細端詳。
「命令第20師團殘部擔任前衛，進攻懷仁以北的八路軍陣地。」他下令道，「第108師團殘部負責左右兩翼，防備八路軍援軍。第109師團第31旅團和獨立混成第3旅團負責後衛，擋住平西兵團的快速支隊。」
「軍長，這樣我們還有多少兵力進攻八路軍陣地？」橋本群問。
梅津美治郎沉默了一下：「還有第109師團第118聯隊、獨立混成第4旅團殘部、獨立混成第9旅團殘部。加起來大約一萬五千人。」
「一萬五千人，進攻八路軍兩個旅的陣地……」橋本群有些擔憂。
「所以我們必須在最短時間內突破。」梅津美治郎說，「集中所有能夠調動的火炮、戰車，向八路軍陣地傾瀉全部彈藥。不能停，不能給八路軍喘息的機會。就是拿人命填，也要填出一條路來！」