9月2日凌晨三点整，臧式毅让攻击部队准备充分并饱餐一顿后，带着徐景隆和李振声，亲自率领卫兵对日军阵地发动冲锋。炮火开路后，臧式毅奋不顾身地挥舞手枪一马当先并振臂大呼：“精忠报国的时候到了！冲！”徐景隆和李振声看到臧式毅带头冲锋，不得不也硬着头皮冲了上去。官兵们看到省保安司令、副师长、团长带头冲锋，再加上臧式毅下了死命令，因此士气大增，在惊天动地的冲杀声中浩浩荡荡地再度扑向日军。日军第2师团第3旅团旅团长长谷部照俉少将和第4联队联队长大岛陆太郎大佐看到东北军来势汹汹，急忙亲自督战迎击。日军战斗力十分强劲，且射击精度非常高，另外，由于第108师磨蹭了一个下午都没有攻入日军控制区内，让日军得到了宝贵的喘息时间，长谷部少将在这个下午紧急调动了一千多名日侨和朝鲜侨民，协助日军已经构起一道较为完善的防御工事，再加上这是半夜时分，东北空军无法出动，并且日军更加擅长夜战和白刃战，这都使得东北军此时的进攻十分吃力。夜幕下枪炮声震天动地，无数瓢泼的子弹在犹如闪电般的耀眼弹火中劈头盖脑地从日军阵地上倾泻向进攻的东北军，冲锋中的东北军一批接一批中弹倒地，付出极大的代价。部分攻击部队奋力苦战，撕开日军几处防线，工事内的日军立刻以刺刀迎战。被炮弹炸得满目疮痍的日军阵地上杀声震天，冲进去的东北军官兵和日军展开残酷的白刃战。日军临时挖掘的战壕里迅速血流漂杵、尸横如麻。
激战之际，被李振声派去打头阵的第529团副团长王永盛表现顽强，带着一个加强连突破日军火力网，冲上日军阵地。但王永盛随即踏上一枚日军事先埋好的地雷，下半身被炸飞上了天，当场阵亡。在王永盛后面上百米外带着部队缓慢前进的李振声看到王永盛在爆炸中被炸成了两截，顿时亡魂丧胆，立刻转身就跑，跟着他的一个营的士兵看到团长带头逃跑，也纷纷一窝蜂地临阵脱逃。不远处的徐景隆看到李振声跑了，也一起转身跑了回去。正在冲锋和奋力血战的士兵们看到团长和副师长先后逃跑，副团长又已经阵亡，顿时士气大受打击。部分士兵纷纷喊道：“团长跑了！”另有其他士兵也喊道：“副师长也跑了！”这在战场上引发了极其恶劣的连锁反应，后续推进的士兵听到这些话后士气衰竭，都畏缩不前或也转身逃跑。已经攻入日军火力网或冲破日军阻击阵地的先头部队得不到后续部队的援助，基本上全部战死，整个攻击也功亏一篑。带着卫队冲锋的臧式毅身先士卒，本来也已经即将突破日军防线，但后续部队犹如退潮般都退了下去，使得臧式毅率领的这个营也支撑不住。臧式毅顿时又惊又怒，急火攻心的他带着部队试图单独进攻。混乱中，一发日军迫击炮弹飞来，把护卫臧式毅的十多名卫兵炸得血肉横飞，并有一枚弹片击中臧式毅的钢盔，险些透顶。弹片划破了臧式毅的前额，致使他血流满面。卫兵们以为臧式毅受了重伤，急忙把他扛了下去。
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