衡陽西南主陣地兩扇大門之一的虎形巢陣地，預備第10師另一支勁旅——第29團據守於此。
日寇深知如果不打開虎形巢和張家山這兩扇大門，要進衡陽，別想！為登堂入室，日軍對虎形巢的攻擊也與對張家山一樣兇猛。但由於虎形巢前地形開闊，日軍第一次總攻時，在這片開闊地吃盡了苦頭。為了避免白天接戰，傷亡大而勝算少，日軍第二次總攻改在夜間進行。日軍利用第10軍部隊照明彈、探照燈等夜戰設備缺乏，採用夜晚悄悄爬行潛入守軍陣地附近，然後發起突然衝鋒，企圖一舉攻入守軍陣地。
7月11、12日夜間，日軍從日近黃昏打起，一直攻到天色破曉。白天則飛機炸，重砲轟，企圖讓守軍不得休息，精神疲憊而至崩潰。
13日夜裡，日軍又如法炮製，一連三天飛機、重砲的狂轟爛炸，使陣地前的削壁也崩裂塌陷。日軍以100人為一梯隊，在黑暗中沿轟塌的陡坡，緊接著其砲兵的最後一批砲彈爆炸的瞬間，如潮水般蜂擁而上。國軍則一如既往，沉著應戰，先是爬在掩蔽部裡防砲不動，待日軍軍接近至坡下10餘米時，突然將成群的手榴彈擲出，有的戰士甚至懷抱炸藥包衝入敵群，將日軍大片炸倒在地。
日軍也不示弱，在軍官的帶領下前赴後繼，有進無退，一批批往上湧。槍聲炮聲喊殺聲響成一片，巨大的爆炸聲山鳴谷應，響徹雲霄，大地在震撼，山頭在顫抖，江河在哭泣！
國軍2營營長李振軍少校率軍奮勇堵擊，憑著數量優勢的手榴彈火力，與敵以最大的殺傷。 14日凌晨前，成功地打退了日軍的瘋狂進攻。喘息未定，日軍的第四次進攻又開始了。源源不斷的日軍蜂擁而至，強行攻占了三分之二的陣地。國軍傷亡達到80%，李營長光榮犧牲。守軍已無力收復陣地了。
國軍第29團團長朱光基上校聞訊，立即命令第1營營長勞耀民率殘存的90餘名官兵火速增援，向虎形巢陣地發起反攻。勞營長率軍從側面先敵發起攻擊，鏖戰至天明，方與2營剩餘官兵一道將陣地上的日軍消滅乾淨。這時1營衝上來的官兵也傷亡過半。朱團長忙將團直屬部隊編成一個僅70來人的步兵連，補充到勞營長1營旗下。原配屬過來的戰防砲連因砲彈打光了，只好將大砲埋入地下，砲兵改步兵。朱團長將該連的60餘人亦撥給勞營長，佔領陣地，整修工事，加強防守。
正午時分，日軍又發動新的攻勢。先是飛機空襲轟炸，接著還是砲擊和施放毒氣，加上驕陽當空，烈日炎炎，煙塵滾滾，遮天蔽日，一波未平，一浪又起。守軍將士大多要么被震昏，要么被毒迷，陣地工事被炸得灰飛湮滅。日軍一反常態，竟改在白天進攻，日軍眾多步兵漫山遍野，蜂擁強攻，一股接一股，一群又一群，綿延不絕。每一個豁口，都有殊死搏鬥；每一處山崖，都要反复爭奪。酣戰至午夜，交戰雙方犬牙交錯，有的相距不過數米，打得難分難解。
混亂中，兩名日軍機槍手不知怎樣，竟然爬到了虎形巢陣地最高點——營部指揮所的碉堡頂上。情急了的鬼子兵居高臨下，不分敵友，用機槍向四周猛烈掃射，給國軍造成很大傷亡。
勞營長見此緊急情況，與傳令兵奮勇衝出碉堡，用手榴彈將碉堡頂上的敵機槍手炸飛。國軍壓力稍微減輕。此時，勞營長所率的兵力已力不從心，只能控制兩側交通壕，中間隔著碉堡，與日軍打成了膠著戰。一時你進，一時我退，像兒時玩的迷魂陣一般，戰鬥變成了糾纏不休的游擊戰。勞耀民營長帶隊的官兵們將碉堡裡的8箱手榴彈投擲到只剩下5枚。正當陣地汲汲可危之時，朱光基團長指揮方先覺軍長派來的第3師第9團3營的弟兄們前來增援。再次與日軍進行慘絕人寰的陣地爭奪戰。雙方衝鋒號此起彼伏，喊殺聲不絕於耳；槍林彈雨，膠著搏擊後，交通壕內血流成河，要不斷將死屍移出方可通行。鏖戰過後，3師9團3營營長孫虎斌，師戰防砲連連長陳以居與3師9團3營的8連、9連連長先後犧牲，勞營長負重傷不退，仍然堅持指揮戰鬥。戰至15日天明前，國軍官兵傷亡三分之二，陣地被日軍佔去一半。
虎形巢北側的范家莊陣地由預備第10師29團3營加強連防守。連日來與敵血戰，陣地陷於危險，已犧牲官兵100餘人，守軍正副連長與5個排長全部陣亡，僅餘10餘人在新任排長章振宏的指揮下，固守最後三個碉堡，堅守待援。
葛先才師長鑑於張家山及其機修廠陣地已經於昨日放棄，虎形巢已成突出的孤立陣地，要奪回被日軍佔據的陣地需要耗費大量兵力；且奪回以後又難以固守。因此，一併報告方先覺軍長，認為兵力單薄，不能久守；久守必然會影響其二線陣地西禪寺方面的防守力量，故請求撤離虎形巢與范家莊兩陣地。方先覺軍長立即批准撤守。
葛師長馬上部署兩陣地上的部隊趕在天明前撤離，退守西禪寺之預備陣地。