棄守新竹之後，抗日聯軍立刻在尖筆山一線擺開了一副全力堅守的架勢。尖筆山北距新竹城二十餘裏，其間山嶺連綿，溝壑交錯。山勢雖不如直立尖筆之險峻，然峰巒起伏，加之眾多的山川溪澗，易守難攻，是抗日聯軍扼守台中的主陣地。經過萬餘人近一個月的緊張施工，本來就築有堅固工事的尖筆山又構築起上千個土木射擊工事和防炮洞、總長度達數十裏的塹壕以及大量的鹿砦、竹簽樁等防步兵障礙物。每一個主要防禦方向都形成了可遠可近、可高可低、有明有暗的交叉火力網。即便是在更臨近新竹西南方向的虎頭山和雞卵麵山，也築有極為堅固的前哨陣地。
鬼子似乎對抗日聯軍準備在竹南頭份一線堅守的情況也有所了解。在占領新竹後，他們並沒有急於發動新的南進攻勢，而是一如既往地按照自己步步為營、穩紮穩打的作戰原則，暫時停下了前進的步伐。然而就在此時，一直在台南各港口窺伺逡巡的日軍澎湖艦隊吉野、秋津洲、高千穗、浪速四艘戰艦也結束了他們的騷擾行動，在澎湖重新補充完彈藥給養後，向竹南、頭份一帶海域駛來。
12月3日拂曉，經過短暫修整的日軍再次展開了南進攻勢。兩個中隊的鬼子兵分兩路，對抗日聯軍虎頭山和雞卵麵山前沿陣地發動了試探性攻擊。不過，兩個進攻方向的鬼子都是稍觸即退，剛剛進入埋雷區，就在幾聲隆隆的爆炸聲中收兵而去。隨後，日軍開始了規模空前的炮火轟擊，山根信成少將指揮右翼支隊的山炮和野炮，集中火力炮擊虎頭山陣地，而左翼的山口素臣少將也如法炮製，指揮第三旅團的所有大炮對雞卵麵山陣地展開了狂轟亂炸。同時，已經到達指定海域的吉野、秋津洲、高千穗、浪速四艘戰艦也駛近海岸，用艦上的排炮向虎頭山和雞卵麵山猛轟。一時間，炮聲在山穀裏轟鳴，遠遠望去，山頭上火光閃閃，黑煙衝天。
炮擊持續了大約一個小時，麵對著一片死寂的支那軍陣地，山根信成和山口素臣都確信在皇軍如此猛烈而又密集的轟炸下，進攻通道上支那人埋的地雷都被引爆了，而那巴掌大的小山頭上也根本不可能再有活著的生命存在。那些鬼子兵們大概也是這麼想的，當他們再次發動攻擊時，一個個氣勢洶洶顯得毫無顧及。隻是鬼子做夢也沒有想到，防守虎頭山和雞卵麵山的抗日聯軍不但依靠堅固的防炮洞躲過了他們的狂轟濫炸，而且幾乎都沒受到什麼損失。就在他們快要接近山頂時，一陣猶如冰雹般的手榴彈和排子槍鋪天蓋地的打了下來，毫無防備的鬼子很快就在兩個山坡上留下了一百多具屍體，沒有死的鬼子則連滾帶爬地退了下去。
看著狼狽退回來的大和勇士，在前線指揮戰鬥的山根信成少將和山口素臣少將都有些驚疑不定。他們不明白在大日本皇軍如此猛烈炮火的轟擊下，怎麼還沒有將這兩個小山頭上的支那軍消滅幹淨？然而不信邪的鬼子隻是稍微猶豫了一下，便立刻發動了更加猛烈的炮擊。就這樣，敵我雙方在炮擊--衝鋒--被打下去--再炮擊的反反複複中打了整整一天，小鬼子扔下了近三百具屍體後，抗日聯軍的虎頭山和雞卵麵山陣地仍自巋然不動。
虎頭山和雞卵麵山防禦戰的初試鋒芒，讓抗日聯軍的指戰員們對坑道戰信心倍增。回想起以前戰鬥中被鬼子炮火壓製得抬不起頭來，傷亡慘重的狀況，守衛虎頭山和雞卵麵山的戰士們對“現在多流汗，戰時少流血”這句話更是感同身受，隻要戰鬥停息下來，大家就抓緊時間修補被鬼子炮火破壞的工事。
炮火轟鳴、殺聲震天，一連五日虎頭山和雞卵麵山都籠罩在一片無法散盡的硝煙之中。盡管日軍的攻勢一浪高過一浪，但由於正麵戰場狹窄，鬼子無法發揮出兵力的優勢，且抗日聯軍的地下工事極為堅固，南進日軍始終無法再寸進一步。虎頭山和雞卵麵山就像兩顆釘子，牢牢的紮在了日寇南進的通道上。
進攻連連受阻，讓北白川宮能久親王極為不滿，隻是支那軍的一個前沿陣地就攻得如此費勁，南進作戰計劃什麼時候才能實現。為此，他連夜召回了正在前線的東、西兩個支隊的指揮官山根信成和山口素臣，見麵先是劈頭蓋臉的一頓臭罵，然後對二人下達了必殺令：“三日內必須拿下虎頭山和雞卵麵山陣地，不然的話……”說到這裏，他“嘿嘿”一聲冷笑：“那二位將軍就不必再留在前線指揮官的位置上了，大日本帝國隻需要真正的勇士！”北白川宮能久的聲音是如此陰森、瘮人，以至於兩位陸軍少將不由得暗暗打了個冷戰。
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