12月7日，橫山勇改變了戰術。
「不再正面強攻。」他對參謀部說，「改為夜間滲透。利用夜色掩護，派遣小股精銳部隊滲透敵軍前沿，破壞火力點。主力在拂曉時分趁敵軍混亂發起總攻。」
當夜，日軍派出十餘支滲透小隊，每組十到二十人，試圖在夜色中摸過中國軍隊的前沿陣地。
但他們不知道，中國軍隊的前沿陣地部署了大量電子監聽設備。日軍電台的通訊信號被截獲並迅速破譯——第2集團軍的通訊營裝備了美制無線電測向儀，可以對日軍無線電信號進行定位。
「日軍滲透部隊的位置被標定出來了。」參謀將地圖遞給朱赤。
朱赤看著地圖上標註的十幾個紅點，冷笑：「來而不往非禮也。命令前沿部隊，用迫擊炮和機槍覆蓋這些滲透通道。一個也別放過來。」
深夜的陣地上，81毫米和120毫米迫擊炮開始對預設的滲透通道進行覆蓋射擊。日軍的滲透小隊在毫無遮蔽的凍土上遭遇炮擊，死傷慘重。少數僥倖靠近前沿陣地的，被潛伏哨用衝鋒鎗解決。
滲透行動完全失敗。三百多名精銳滲透士兵，活著回來的不到五十人。
12月8日清晨，橫山勇收到這個結果，沉默了很長時間。
「敵軍的夜戰能力超出了我們的預想。」他最終說，「不能再這樣消耗下去。命令各部就地轉入防禦，等待第8、第9師團等後續部隊抵達，合兵一處再發起總攻。」
但中國軍隊不給他等待的機會。
......
12月8日上午，總前指根據新的戰場態勢調整了部署。
「第1師團進攻受阻，在公主嶺以北轉入防禦。」左參謀長在地圖上標註，「同時，第11師團已過吉林，正向長春進發。第8、第9師團在敦化、延吉一帶集結，預計兩三天內開始西進。」
彭帥點頭：「第1師團暫時打不動，就把它釘在原地。通知朱赤，留下第3集團軍和獨立重炮第1旅繼續牽制第1師團，第2集團軍主力暗中南調，加入伊通、雙陽方向，準備圍殲第11師團。」
「同時通知東北兵團，第11師團預計12月10日抵達長春以南。命令陳司令，12月8日至9日，集中東北兵團第1、第2集團軍加華北兵團第2集團軍，以絕對優勢兵力吃掉這個師團。」
命令迅速下達。
......
12月9日，伊通以北，雙陽。
華北兵團第1、第2集團軍和東北兵團的第8、第9、第10集團軍，共五個集團軍，約十五萬兵力，在長春以南的丘陵地帶布下了天羅地網。
第11師團師團長鷹森孝中將騎在馬上，看著前方蜿蜒的公路。他的師團是全師團中最先完成西調的——從東滿虎林出發，經過強行軍和鐵路輸送，一路上被航空兵反覆轟炸，損失了不少重裝備和人員，但主力仍在。兩萬三千名士兵，正沿公路向長春前進。
「前方還有多遠到長春？」他問參謀長。
「約六十公里。今晚可以抵達。」
鷹森孝點點頭。就在這時，他聽到了那種讓人頭皮發麻的尖嘯聲。
獨立重炮第2旅的三個重炮營——155榴彈炮、152加榴炮、BM-13火箭炮——同時開火。
不同於之前的炮擊，這一次，加入了火箭炮。
二十四輛BM-13「喀秋莎」火箭炮車在三十秒內將二百八十八枚132毫米火箭彈傾瀉到日軍隊列中。火箭彈拖著火焰和濃煙覆蓋了整個公路，爆炸的密度之大讓地面都在顫抖。整片區域在幾十秒內變成火海——彈片、衝擊波、高溫，將公路上的一切撕成碎片。
鷹森孝被衝擊波從馬上掀下來，右耳膜被震破，鮮血從耳孔流出。他掙扎著爬起來，看到周圍到處都是屍體和殘肢，士兵們像被收割的麥子一樣倒在公路上。
「散開！快散開！」他嘶啞地喊著，但聲音在連續不斷的爆炸中連自己都聽不到。
火箭炮覆蓋過後，155榴彈炮和152加榴炮開始精確打擊。觀察員在前沿引導炮火，將剩餘的日軍集結地、臨時指揮所、炮兵陣地一一標定後覆蓋。
轟炸進行了四十分鐘。
當炮擊停止時，第11師團的隊列已經不存在了。兩萬三千人的師團，在第一輪火力覆蓋中就被打死打傷近一半。倖存者分散在公路兩側的丘陵地帶，建制完全混亂。
就在這時，三發紅色信號彈升上天空。
十五萬大軍從三面發起總攻。
東北兵團第1集團軍從南，第2集團軍從東，華北兵團第2集團軍從西，三個裝甲旅作為突擊矛頭，引導步兵向殘餘日軍壓去。
數百輛坦克在丘陵間展開攻擊隊形，炮口噴吐著火舌。步兵跟在坦克後面，用半自動步槍和衝鋒鎗清掃抵抗。巴祖卡和無後坐力炮小組專門獵殺日軍殘餘的火力點和裝甲車。
鷹森孝在一處土丘上組織起最後一支抵抗力量——約兩個大隊的兵力，加上師團部的衛兵，總計約兩千人。他們用沙袋和屍體壘起環形工事，試圖做最後的頑抗。
三號坦克從三面包圍上來。50毫米坦克炮輪流轟擊工事，一發穿甲彈正中彈藥堆放處，巨大的爆炸將幾十名日軍炸飛。
步兵趁勢沖入，衝鋒鎗和手榴彈解決了剩餘的抵抗。
鷹森孝在指揮所里用手槍自殺。第11師團，在伊通以北被全殲。
戰鬥持續了不到十個小時。
最先趕到的第11師團，還沒來得及看到長春的城牆，就消失在炮火和鋼鐵的洪流中。
......
12月11日至15日，中國軍隊利用日軍各個師團抵達時間不一的時間差，連續發起了對第8、第9、第12、第24師團的殲滅戰。
戰術相同：航空兵先期轟炸遲滯行軍速度，在日軍連續行軍疲憊不堪、重裝備還未完全展開之際，集中數倍兵力和絕對優勢炮火，在長春以南的丘陵地帶逐次圍殲。
第8師團在12月11日抵達雙陽時遭遇伏擊。師團長本多政材試圖組織抵抗，但部隊在行軍途中已被航空兵炸得建制混亂，重炮還在火車上沒有卸下來。面對中國軍隊的三個集團軍和兩個重炮旅，第8師團堅持了不到兩天即被全殲。本多政材重傷被俘。
第9師團12月12日抵達。他們甚至還沒來得及展開戰鬥隊形，就在鐵路卸車場遭遇了華北航空兵團和戰略轟炸機編隊的聯合轟炸。一百多架B-17轟炸機對卸車場進行了飽和轟炸，堆積在站台上的彈藥被殉爆，爆炸持續了整整一個小時。中國軍隊隨後發起總攻，第9師團全軍覆沒，師團長樋口季一郎戰死。
第12師團和第24師團在12月14日至15日相繼抵達。此時中國軍隊已經集中了六個集團軍的兵力，擁有絕對優勢。兩個師團在孤立無援的情況下，被分割包圍，分別於12月15日和16日被全殲。第12師團長河邊正三、第24師團長根本博雙雙戰死。
從12月8日到12月16日，八天時間裡，關東軍從東滿調來的五個甲種師團，總計約十二萬人，在長春以南被逐次殲滅。
消息傳到長春關東軍司令部時，梅津美治郎把自己關在辦公室里整整一天。