1940年9月24日，榆辽战役正在激烈进行中，下午四点三十分，是第二次强攻开始的预定时间。发动总攻击前，周希汉下达了一道命令：“以一部兵力监视敌人，疲劳敌人，而其它兵力，则好好地在原阵地上休息。”他再次检查了部队的火力准备情况，看完后高兴极了，夸奖参战将士：“领导要求的，你们做到了，领导没有想到的，你们也想到了，做到了！”

表扬归表扬，督促归督促，周希汉重申了战场纪律：“如果某一敌枪眼射出子弹，即归该压制火器负责；如火力发挥作用时，步兵不跟进冲锋，以临阵脱逃论。”

按照周希汉事先的规定，炮兵射击被作为此次总攻的信号，在到达预定时间后，炮兵射出了第一发炮弹，而且首发即中。炮声一响，早已做好准备的各种火器一齐开火，且连续不断，三八六旅自抗战以来，虽然每逢大仗，都要集中火力射击，但以火力的密集程度而言，这是绝无仅有的一次。

战前的火力组织在这时候显示出了成效，很多子弹都直接飞进了敌人的射孔，敌人被压制得无法还手。战斗结束后，一个日军俘虏对陈赓说：“你们是脚露出来打脚，手露出来打手，火力又强又准。”

炮兵直接对准敌母堡轰击，对敌阵地的威胁颇大，敌人至此也才发现八路军炮兵阵地的所在位置，于是立即向其进行射击。子弹射过来后，一炮手胸部负伤，四炮手陈清源挺身而出，一面装填一面发射，发发命中，西北角的母堡终于在爆炸声中应声倒塌。炮兵继续瞄准城门楼上的火力点进行射击，又打哑了敌人的机枪。

眼看敌人已基本丧失了火力反击的能力，冲锋号响起，步兵展开冲锋。

“毒气！毒气！”敌人在无可奈何之下，使出了最后一招。敌阵地前沿立刻被毒雾所笼罩，正在冲锋的干部战士有很多人中毒，但各攻击部队并没有因此而稍有停顿，在接近敌阵地后，他们利用敌工事的死角，不断将手榴弹投入敌人的工事和碉堡内。

炮兵在摧毁西北角母堡后，又把炮口移向西边的母碉，并通过轰击碉堡根基，在碉堡上炸开了一个大缺口。一班班长带着满身的手榴弹，第一个冲到缺口处，一口气将身上所带的手榴弹全部投完，后面的战士给他送来二十多枚，他又全部都投进了碉堡。

当投到四十余枚的时候，一班班长受了重伤，滚了下来。六班班长紧接着爬上去，继续把手榴弹一枚枚地送进碉堡。碉堡内的敌人最终被炸得只剩下了两个人，十几个战士一拥而上，在将这两个残敌予以消灭后，完全占领了碉堡。