按照預定計劃，李方帶一營繞到城南破壞鐵路。王震林率團主力一路向北，首先消滅據守車站的日軍，把城內的鬼子引出來打，並相機奪取城池。王勁夫指揮三個縣大隊在城東伺機用繩索爬城奪取東門。如果敵人不出來，我軍就在9時整強攻縣城，部隊將從南、北、東三麵發起進攻，借此分散敵人的兵力讓他顧此失彼難於防守，主攻方向定在北門。
二營帶四門步兵炮負責攻取車站。三營加強全團的炮兵負責奪取北門，他們剛在城北四百多米的地方埋伏好，二營那邊就打響了。元氏火車站上有一南一北兩個大碉堡，碉堡分上下兩層，可以360度射擊，二營一連剛迫近車站南側就被鬼子發現了，輕、重機槍從碉堡和站台的房子裏向外猛掃，二營主力被壓在麥田裏抬不起頭來。營長許貞馬上命令炮兵清除敵人的火力點，四門步兵炮立即開火，登時將南麵的碉堡和站台上的重機槍打掉，一連衝上去用刺刀、手榴彈掃蕩殘敵攻占月台。北側的碉堡還在拚命射擊，站台上的殘敵也潰退到那裏，日軍指揮官呼叫城內主力出城支援。許貞並不急於把碉堡拿下來，他要留著這隻餌來釣城裏那隻鼇。如果很快消滅了這股敵人，城內日軍沒了救援對象，也就不出來了。
日本人果然講義氣。很快，城內的鬼子就出動了。二百多日軍在兩輛鐵路裝甲巡邏車的掩護下沿鐵路兩側向車站撲來。如果他們知道將麵對多少八路軍主力，就不會如此莽撞了。三營營長劉桂武命令部隊將這夥敵人放過去，他知道憑這點兒日軍無論如何也奪不回車站，他要等敵人的後隊出來，敵人出來的越多縣城就越容易奪取。
出城的日軍凶狠地反攻車站，完全是一種進攻姿態，看樣子他們張狂慣了，根本沒搞清楚對手是什麼人實力有多大。許貞此時決定收拾最後一個碉堡，他用三個連迎擊鬼子援軍，一連和兩門炮攻擊碉堡。他親自將步兵炮推到距碉堡不到三百米的地方，敵人的機槍彈打得火炮防盾鐺鐺直響，子彈無法穿透5毫米的鋼板，卻擊中了跟在後麵的彈藥手。許貞氣急了：“狗娘養的，不投降，爺爺送你回東洋老家。”話音未落一炮打去，將碉堡南側打了一個一米多的大洞，兩門炮一炮接著一炮，直到把碉堡炸塌才算完事。
日軍的裝甲車用57毫米炮向站台轟擊，探照燈開得雪亮，航向機槍跟著燈光掃射，車子轟轟隆隆殺進車站。二營教導員徐冠華用三個連的機槍阻斷鬼子步兵，兩門炮攻擊裝甲車，在不到一百米的距離內，步兵炮與裝甲車幾近肉搏，不同的是我軍在暗處日軍在明處，步兵炮直射一炮中的，把裝甲車打得稀爛。鬼子步兵一看不是路，轉頭就跑，想撤回城內防守。
劉桂武左等右等不見鬼子後隊出來，前隊又想縮回城去，他沒辦法隻好下令開火。三營在暗，日軍在明，潰軍立刻成了靶子。我軍四百多人，三、四條槍瞄準一個目標打，一輪齊射後，鐵路兩側瞬間布滿了日軍屍體，這情景在火光之下顯得十分詭異，這些人至死也沒看清楚是誰向他們開得槍。劉桂武沒心思欣賞這一切，他的部隊和二營一起在十幾門火炮、二十幾支擲彈筒的掩護下進攻北門，城內的敵人不多了，組織不起有效的抵抗，城牆上又沒有城門，防禦登時土崩瓦解。部隊殺進城去，隻要碰上帶槍抵抗的日本人一律格殺勿論，遇到女人孩子倒是留了她們一條生路。王震林命警衛員打三發紅色信號彈，告訴李方、王勁夫一切順利，讓他們立刻行動。此時，城東的地方部隊組織突擊隊乘亂越過沒水的護城河，用帶飛狐爪的長繩鉤住城垛，攀上十幾米高的城牆，解決了二十幾名日本人，放下吊橋打開東門讓部隊衝入城來。穿便衣的日本護路隊拚死抵抗，王勁夫的六百多人人多勢眾將殘敵壓向西門。一營看見信號彈也發起衝鋒，我軍三路突擊勢不可擋，日軍守備隊長剖腹自殺，殘部開了西門落荒而逃。元氏縣縣大隊窮追不舍，複仇的火焰燃燒著每一個遊擊隊員的心。現在是為在4.29大掃蕩中死難的鄉親們報仇雪恨的時候，幾十個鬼子被二百多遊擊戰士追的上天無路入地無門，黑夜裏又分不清道路、水塘，在慣於夜間遊擊的中國戰士的追逐下死傷殆盡，雷自忠狂追十幾裏方才收兵。