7月11日拂曉，衡陽城剛沐浴在清晨的霞光裡，大地還未在沉睡中清醒過來。突然大地顫抖起來。成群成群的砲彈呼嘯而來砸到國軍陣地上；日軍飛機也一反常態，整日不斷地轟炸國軍陣地和城內一切可炸目標。
日軍的第二次總攻開始了。日軍飛機開始其竟日不間斷轟炸。日軍數百門大砲齊鳴，向國軍西南主陣地猛烈砲擊，並施放毒氣。日軍的陸空火力對國軍陣地的工事、碉堡、鹿岩、削壁、外壕、木柵、鐵絲網和交通壕等進超飽和式的狂轟爛炸。然後其步兵如洶湧的波浪般，漫山遍野，密集地向守軍陣地衝來。
五桂嶺以東陣地經日軍一晝夜的猛攻，江西會館之預備第10師第28團2營9連1排官兵全部壯烈犧牲。
南端的外新街的第9連主力及第8連均陷於苦戰。戰事遂成膠著狀態。 28團第8連連長王菊泉率部與突入陣地的100多日軍展開逐屋戰鬥，拼死抵抗，寸土不讓。時近正午，王連長陣亡，官兵傷亡殆盡，僅餘一個班長帶兩名士兵據守著西北角的一座碉堡，仍在與日軍作殊死搏鬥，情況萬分危急。
正在這個危急時刻，剛因3營李營長負傷而接任的第2營翟玉崗副營長急得團團轉。
突然間，只聽到：“報告翟營長，軍部搜索營1連連長臧肖俠，奉軍長命令前來增援，請指示！”隨聲而到的是一位機智勇敢的青年軍官，站到翟營長面前。
“好！太好啦！真是及時雨呀！命令你連立即展開，向佔據五桂嶺東側之外新街的日軍逆襲，堅決消滅入侵之敵！”
“是！弟兄們跟我來！”
28團第2營營長翟玉崗和臧肖俠連長帶隊的左右夾擊，將已在外新街盤營扎寨的200多日軍全部消滅其中包括其平丹大隊長等官長數人。由於抵近接敵，反复搏殺技擊，守軍傷亡也很大，幾達該部的三分之一。當即將原陣地鞏固，與江西會館之敵呈對峙狀態，保護著國軍的側翼安全。
恢復後的國軍陣地立即遭到日軍的集中砲擊，然後又遭毒攻。黃昏前，大批日軍越過鐵路，一波一波第向國軍陣地猛撲。國軍與敵激戰至午夜，傷亡慘重，第8連新任連長林可賢又陣亡，翟玉崗營長負重傷。副營長李昌本少校前往指揮，不久又負傷，情勢危急。這時，後備陣地之第3師第8團第4連火速增援，側擊敵軍，戰至天明，方將敵擊退，使陣地穩定下來。
7月15日夜，日軍反复衝擊三次。通宵達旦的激戰，使國軍損失巨大。趙國民營長和第1連連長李炳山都上到第一線親自投擲手榴彈，均先後負傷不退。但由於日軍不惜代價，拼命突擊，陣地被100多日軍突入。幸好方軍長指派的軍部搜索營第2連即使趕到，兩部合兵一處奮力反擊，終於將突入的敵兵趕了出去，陣地這才轉危為安。
楓樹山陣地標高較大，國軍將前沿盡削成了絕壁峭崖，陣地前毫無遮掩。日軍自7月11日到13日屢攻屢敗，在國軍迫擊砲和手榴彈的襲擊下，死傷慘重，陣地前遺屍累累。到15夜日軍乘著夜色，爬行繞到陣地西側後的農民銀行地下倉庫附近，偷襲守軍團指揮所。待守軍發現時，日軍已滲透進來100多人。倉促間，情況緊急，周邊陣地一片混亂。 2營營長余龍、4連連長李浚陣亡。
眼看陣地就要被日軍佔領。危急萬分之時，葛先才師長親率師部僅有的預備隊特務連和軍部派來的搜索營第3連前來增援，守軍見狀，士氣大振。 28團曾京團長也指揮團直屬部隊適時殺到。三處部隊官兵合力拼殺，全力反擊。戰至天明，終於將這股日軍全部消滅，恢復了陣地。
預備第10師30團守衛的湘桂路局修理廠及西側高地也遇到類似情況。日軍白天進攻受阻，也改為夜間偷襲。
20日夜，日軍200多人在陣地前的死屍間緩慢爬行，逐步鑽隙滲透到守軍兩陣地的結合部，再分別向兩側陣地席捲而來。 30團3營營長周國相少校及早發現敵人動向，沉著指揮，冷靜應敵，先用火力封鎖陣地正面，截斷日軍後續兵力的繼續突入；然後南北兩陣地互相呼應，兩面夾擊，將突入之敵壓成一股，交叉射擊，前堵後圍。用猛烈的機槍火力將敵人壓制在一個小山凹裡；待日軍菌集在一起時，投彈手們奮力將手榴彈集束投擲，一陣狠炸過後。日軍暈頭轉向，正不知進退時，國軍勇敢地上刺刀，衝出戰壕，向敵人發起反沖鋒，用刺刀將剩餘全部殺滅。激戰3小時，方才逐漸平息下來。
待到天明看時，只見兩陣地間的山谷裡，鐵路兩旁，躺滿了日軍的屍體。守軍不失時機，一面抓緊加固工事，一面派人將日軍的槍械彈藥盡行蒐集後，返回陣地。
13日黃昏，激戰再起。日軍以60人為一梯隊，一****地向3營陣地湧來，國軍機修廠和張家山陣地同時陷入激戰。
“弟兄們，考驗我們的時候到了！是好漢是孬種，就看你們的啦！”周國相營長知道本團的重點也是師、軍的重點在張家山陣地，現在各處都在激戰，要想再得到上級增援希望渺茫，只有靠本營自己的兄弟們了，於是激勵大家苦戰殺敵。
“弟兄們，為祖國為民眾獻身的時候到啦！衝！”第9連連長王雲卿也接著營長的話，鼓動道。
“弟兄們，有我無敵，我進敵退，打呀！誓與陣地共存亡！”機3連連長何洪振大聲說著，抱起一挺機關槍對敵猛烈掃射起來。
在几上幾下的反复爭奪後，日軍侵占了機修廠旁邊的一處堅固的民房，以猛烈的機槍火力四面掃射，極大地威脅第3營陣地，國軍不少士兵倒在血泊中，9連王連長、機3連何連長相繼犧牲。
“第1突擊小組上。消滅這個****養的！為犧牲的弟兄們報仇！”周國相營長悲憤交集，親自指揮突擊小組去炸毀日軍的機槍陣地。
可是第1突擊小組三位突擊隊員一個接一個倒在衝擊的路上。
“第2突擊小組上。注意隱蔽接敵！”週營長一面命令突擊隊出擊，一面觀察敵人情況。就在這時，一陣密集的機槍子彈橫掃過來，週營長身子一歪，倒在地上，當場中彈犧牲。
3營副營長蔣鴻熙少校急忙將周營長抱回掩蔽部，輕輕將營長大張的眼睛合上：“營長，放心吧，我一定守住陣地，絕不辜負你的期望！”說完，奔向陣地，指揮官兵們繼續與敵人奮戰不止。團部無兵可援，敵我相持，死傷枕籍。
就在這危急時刻，指揮所電話鈴突然響起。 “營長，葛師長電話！”通訊員將電話聽筒遞給蔣鴻熙營長。