隻是前方一線將士對張的想法並不了解，因此在日軍進攻前期，受到的抵抗依然頗為激烈。
12月23日，雙方裝甲列車在田莊台再次爆發戰鬥。
這一天，東北軍劉漢山指揮的裝甲列車巡視溝營線到達田莊台南魏家溝時，發現日前被義勇軍破壞的鐵道處，日軍一輛裝甲列車正在督促工人進行修路。發現中國裝甲列車，日軍裝甲列車當即發炮攻擊。中國方麵不甘示弱，隨即還擊，戰鬥打響。
此戰，依然體現出中日裝甲列車設計上的優劣。日軍裝甲列車這次沒有掛輕炮車，由於火炮安裝角度的原因，隻來得及發射兩炮就無法對準目標，而中國裝甲列車已經還擊八發。但是，這次日軍沒有撤退，而是使用了新的戰術——在雙方裝甲列車相互炮擊的時候，其跟進的步兵迅速搶占陣地，放列火炮對中國裝甲列車開始射擊。
這一意料不到的戰術動作，使東北軍頗為吃驚，因此迅速脫離戰場，日軍乘機攻占田莊台。
張學良在24日至馬占山的電報中詳述了這一戰鬥：
漾（23日電頭代碼）午後1時，我甲車巡查溝營路線，至田莊台南魏家溝鐵路破壞處附近，適有日甲車一列，計裝甲車一輛，載炮，攔門刃挖有槍眼之鐵棚車二輛，載日兵五十餘名，進至該處，保護工人百餘名修複鐵路。見我甲車開至，當即發炮二響。我甲車為自衛計，還擊八響。2時許，日方於甲車之後，增步兵四百餘名，附炮七門，另以騎兵百餘攻我左翼，步兵多名，攻我右翼。我軍竭力抵禦，激戰移時至40分，我駐守田莊台鎮之步兵不支北退。日步、騎、炮兵四、五百名攜大炮十餘門，速將該鎮占據，我甲車仍在車站堅持中。
敗退下來的劉漢山檢查一番，卻發現日軍的步兵炮對裝甲列車沒有造成什麼損傷，全車運轉正常。於是，不甘心的東北軍官兵在田莊台北揚旗外以裝甲列車為中心集中起來占領陣地，向錦州催促援軍，伺機收複這一遼西軍事要點。
第二天，日軍發現中國裝甲列車依然在車站附近，當即調動炮兵進行攻擊。由於日軍訓練精良，炮火十分猛烈，連續發炮七十餘，東北軍裝甲列車即中彈十餘發。劉漢山見勢不妙，連忙開車，一直退到田莊台北8裏處才停下來檢查傷勢。
結果是……這十餘發步兵炮的炮彈，並不能穿透裝甲，隻是給裝甲列車搔了搔癢癢，一點兒像樣的損傷都沒有！
劉漢山車長看到日軍的“新戰術”對自己沒什麼效果，頓時膽氣大振，當即下令打回去，反攻田莊台！
由此可見，當時東北軍下層官兵，並不是對日軍非常畏懼，例如這個指揮裝甲列車的劉漢山，雖然一退再退，骨子裏倒是條漢子，一旦有機會並不是不敢打。劉漢山錦州失陷後不滿不抵抗政策投了義勇軍，繼續在關外和日軍作戰，下落不明。
24日午後3點30分，東北軍裝甲列車反攻田莊台，集中炮火向日軍陣地猛烈開火。
這是九一八事變後東北軍正規軍極少數的幾次主動進攻之一。