原來，岡崎大隊已將整排窯洞貫通，每個窯洞都築有機槍陣地，既可獨立作戰，又可與其他窯洞互相掩護、互相支援，形成交叉火力網。在機槍陣地前麵還挖了防彈壕，如果手榴彈沒有扔到位，將滾入防彈壕裏，難以造成威脅。窯洞外也挖了工事，構成了裏外相連、窯窯相通的循環作戰係統。
特務團不明就裏，在與日軍爭奪窯洞時，付出了不小的代價。歐致富一看情況不妙，立即命令各營暫停攻擊，就地隱蔽，等大部隊發起攻擊後，再裏應外合。
此時八路軍總部指揮所發出總攻信號。參戰部隊向關家堖和柳樹堖同時發起攻擊。決死第1縱隊38團奉命攻打柳樹堖。接到攻擊信號，鉚足勁的戰士們迅速向柳樹堖衝去。雙方在柳樹堖展開了激烈的爭奪。經過兩個小時的激戰，決死隊在天亮時占領了柳樹堖。決死隊沒有料到，一個中隊的日軍居然乘38團與25團調整部署時，利用夜色作掩護，又悄悄地接近了柳樹堖陣地。決死隊是一支新部隊，戰場經驗不足，就在他們麻痹大意時，遭到該中隊日軍的突然反擊，柳樹堖陣地又被日軍奪走。
戰場形勢的變化，出乎***、左權所料。彭、左迅即命令陳賡反攻。於是，八路軍在進攻關家堖的同時，不得不抽出三個營的兵力再攻柳樹堖。連續攻擊了四次，甚至有兩次攻上了山頭，最終卻未能奪回失去的柳樹堖主陣地。
進攻關家堖同樣艱難。386旅772團在東北方向的攻擊，由於攻擊地形十分不利，能接近日軍陣地的隻有一條約1尺寬的小路，戰鬥打得異常殘酷。戰士們一次又一次地攻擊，一個台階一個台階往上爬，反複與日軍短兵相接，傷亡極大。戰至中午，772團1營原本70多人的1連隻剩下3人；50多人的3連隻剩下指導員和2名傷員；近70人的4連隻剩下10餘人。午後，1營剩下的人員在營長蒲大義的帶領下仍繼續配合兄弟部隊向日軍攻擊。14時，當1營被兄弟部隊換下來時，隻剩下6個人。
385旅769團從西北方向攻擊關家堖。這一麵，是一個約20米高的陡崖，快到崖頂的地方，有一個略凸出來的壕坎，上麵又是一條30多米長的斜坡，一直通到關家堖山頂日軍的前沿陣地。攻擊前，769團突擊部隊曾借助攀登工具和陡崖上的野藤爬到壕坎處，但被發覺，日軍隨即用火力封鎖了斜坡。受地形所限，769團突擊部隊既無法發起衝鋒，又無法壓製日軍火力，反被日軍壓製在壕坎處無法行動，他們的後續部隊也困在後麵無法投入戰鬥。
上午9時左右，關家堖飛來了幾架日軍飛機，進行狂轟濫炸。關家堖地方狹小，八路軍投入進攻的兵力密集而無處躲藏。轟炸造成很大傷亡，不得不暫停進攻。對關家堖的爭奪進行了5個小時，八路軍攻占了附近的數處高地，但仍拿不下主陣地。
***火氣衝天，態度強硬。
部隊進攻受阻，且傷亡嚴重，令陳賡坐立不安，他對繼續攻打關家堖是否必要產生猶豫。陳賡拿起電話對***說：“此處的地形對我十分不利，是否可以把岡崎大隊放下山來，另選有利地形打他的伏擊？”“不行，一旦放走日軍，就很難再打著他了，必須在此將其消滅！”***態度堅決。“這樣打下去，代價太大了！”陳賡想繼續說服***。***答道：“就是拚光了，也要拿下關家堖！”“這樣打法，我不讚成！”陳賡有些急了。“有意見可以保留，但命令必須執行！”***隨即放下了電話。陳賡無奈隻得服從命令。