天色漸明中，新編第10師一個團在師長劉正富率領下成編製抵達白石嶺，戰鬥已沒有任何結果。隨著中國軍全麵反擊，日軍第68聯隊聯隊長下達了撤退命令，原本近三千的日軍隻有不到一千官兵撤出了戰鬥，其中還包括三百多名輕重傷員，而第58軍前後加入戰鬥的近五千兵力傷亡更高達三分之二。
撤到安全地帶後，日軍第68聯隊聯隊長向第3師團部發了封電報，沒想到遭到了師團長藤田進的痛斥，絕望、慚愧等情緒交織之下，他選擇了剖腹自殺。
淩晨五點，在後衛部隊與第20軍的交戰聲中，還未完全恢複體力的日軍第3師團主力在藤田進的嚴令下全速撲向黑麋峰、白石嶺。擔任後衛的部隊是由第4師團、第8師團部分兵力編成的兩個聯隊，他們不僅承受著第20軍的攻擊，第32軍也已在兩翼展開，第30軍則開始渡撈刀河。
如無法在一天內突破第58軍的阻擊，日軍第3師團主力及附屬兵力將陷入中國軍的重圍。
接下來的三個小時，對於第58軍而言十分寶貴，隨著主力的抵達，重新調整防禦部署。新編第10師、11師分別負責黑麋峰和白石嶺，新編第12師及軍直屬部隊則作為預備隊控製在塔嶺上、李家坳一線。
在休息時間，日軍第3師團進行了兵力調整，所有能戰鬥的官兵都補入步兵聯隊，其第6、18、34聯隊又恢複了原有的兵力。藤田進將突破口選擇在了地勢相對平緩的白石嶺，投入了三分之二的兵力和僅存的所有大炮，第34聯隊則佯攻黑麋峰。
魯道源根據偵察小分隊的情報和白石嶺的地勢，判斷他的防線將是日軍的主攻方向，在命令部隊加強防禦工事的同時，又一次調整部署。針對日軍的空中火力和地麵炮火優勢，他隻在兩側的嶺頂各放了一個營，而在嶺後各部署了兩個營，最後一個團和師直屬部隊則在嶺腳隱蔽待命。這是一種標準的添油戰術，但在日軍優勢火力之下，這也是無奈之舉。
十二門步兵炮和四門山炮拉開了日軍進攻序幕，一波波榴彈群剛剖開空氣就在嶺頂猛烈爆炸。一團團火光中，各種工事轟然倒塌，血淋淋的肢體、槍支不時在空中飛舞。當十架戰鬥機伴隨著兩架轟炸機到達上空時，日軍對白石嶺的轟炸進入了高潮。
兩架轟炸機輪番低空掠過硝煙、火光彌漫的嶺頂，近百公斤航彈如雨點般墜下，然後是連綿不絕的爆炸。當轟炸機扔光所有航彈返航時，整個白石嶺完全籠罩在巨大的煙團中。
當地麵炮火也停熄之後，一個大隊的日軍衝上了山坡，在他們的身後，有整整三個機槍中隊提供的火力支援。參與攻擊的日軍顯得很興奮，能在如此密集的地空轟炸下還活著的中國軍並不會太多，隻要一個突擊就能占領嶺頂。有這種想法的還有那十名架機在空中盤旋的飛行員，他們將注意力全集中在嶺腳，隻要一發現有向上增援的中國軍就進行掃射。
日軍的這種想法太天真了，參加過徐州會戰、武漢會戰的第58軍早對日軍的這種戰術了如指掌，當然不會傻傻地在陣地上挨炸。當日軍炮火落下來時，上麵的兩個營除了留下必須的觀察哨外，官兵們早撤到棱線以下隱蔽。所以不管是日軍的地麵炮火，還是空中轟炸，除了將中國軍辛辛苦苦構建的工事炸了個七零八落外，還有就是炸死炸傷十幾名觀察哨而已。