“盼你們發揚頑強精神，死守陣地，隻要守住黑山、大虎山兩點，退卻之敵必遭全殲。大軍正北進。”會議臨散會時，梁興初對幹部們說：
“明天是決定性的一天，如果說我們今天挨的是千磅炸彈，明天就一定要挨萬磅的。但不管壓力多大，隻要主力沒有趕到，我們就一定堅決守住。”十縱的戰士們這時還沒有換上棉衣，10月下旬的東北夜晚已經是相當冷了，這天晚上，縱隊各級指揮員和機關幹部將各人穿在身上的棉衣脫了下來，將披在身上的絨毯取了下來，全部送到了前沿戰壕裏的戰士們手中。
10月25日，廖耀湘傾其全力，用三個軍中的五個師和兵團的全部炮兵進行進攻，在正麵戰場上，果然是以新六軍的一六九師為先鋒進攻高家屯。一六九師不僅有新六軍的炮兵支持，還調來新一軍的炮兵支持。
天一拂曉，敵人眾炮齊轟，一直轟到8時。巨大的轟鳴使得我軍一些戰士的耳朵被震聾、震出了血。炮兵的轟擊未停，又飛來10架飛機進行輪番低空轟炸。由於敵人在火力上和兵力上都大大高於我軍，所以敵人采用了趕群羊的方式，以成團的兵力進行衝鋒，甚至於當我軍與敵軍在陣地上短兵相接進行白刃肉搏時也進行密集炮轟，讓他們的步兵當炮灰與我軍同歸於盡，用以削弱我軍的有生力量。在這種情況下，我軍傷亡慘重。在九二高地上，我八十二團五連全部犧牲，無一幸存，陣地也被攻占。在一○一高地上，我軍以高昂的代價連續擊退了敵人的二十幾次進攻。
一○一高地仍然是雙方爭奪的製高點。我軍在高地上可以清楚地看到和聽到這樣的醜劇：新六軍軍長李濤見久攻不下，竟在陣地上組織敢死隊，由督戰官手拿金圓券大聲叫喊：“弟兄們，現在組織敢死隊，參加者，每人獎勵10萬元！頭一個衝上去的再加一番！”“每人再加5萬！”“每人再加10萬！”就這樣，終於湊成了一支300多人的敢死隊，在一陣炮轟之後再次向高地上衝來。我軍當敵人衝到陣地前沿時，在一陣手榴彈之後，也喊起話來：“國民黨抓來的窮哥們，你們受騙了！你們在這裏賣命送死，丟下妻兒老小誰管！”在手榴彈的威力加上這類喊話的作用之下，無論敵人的督戰官在後麵如何賞錢，敢死隊仍然成了怕死隊，潰退了下去。在這種情況下，新六軍來了最後一手，以軍隊內的國民黨黨徒和尉級以上軍官組成一支“效忠黨國先鋒隊”進行反複衝鋒。由於敵人的火力支援太強，終於衝上了高地。於是，我軍的100多名戰士在侯長祿營長率領下和敵人展開肉搏戰，拚刺刀、砸石頭，刺刀斷了用槍托，槍托斷了用手掐，經過了20多分鍾的血戰，敵人的效忠黨國先鋒隊終於手打戰、腿發軟，又被我軍壓了下去。但是，我軍在高地上的戰士愈來愈少，一個營快打光了，敵人的炮火把高地上的陣地削去了幾尺（兩天被反複炮擊之後，一○一高地的高度降低了兩米，成了九九高地），我軍的守衛愈來愈難，幹部戰士非亡即傷。下午4時，敵人對高地進行三麵圍攻，高地又被敵人占領了。
“九九高地”一丟，高家屯就被敵人第二次占領。高家屯守不住，十縱的其他陣地也就難守。梁興初和周赤萍在與二十八師賀師長等領導幹部研究之後，決定無論如何也要在黃昏時把高家屯奪回來。可是，二十八師已經沒有預備隊了。於是，梁興初調來了八十九團的一個營，二十八師也把能集中的力量全部集中起來。縱隊的山炮營則在從未打過隔山間接射擊的情況下大膽打間接射擊。敵人方麵則因為好不容易攻下了高家屯，攻下之後都在休息，未想到我軍會立即發動反攻。下午6時，我軍突然分四路發起反攻，經過50分鍾的激烈戰鬥高家屯的幾個據點又回到了十縱的手中。這次反擊比較順利，我軍得手之後，廖耀湘也未投入新的兵力來與十縱進行再次爭奪。十縱官兵這時還不知道，東北戰局正在發生新的變化，他們肩上“死守三天”的任務已經勝利完成。
經過了一夜的寂靜，第二天淩晨3時，十縱得到了東野總部的急電：“東進主力已到達，敵已向東潰退，望即協同主力動作，從黑山正麵投入追擊。”就是說，林彪原來的算計很準，黑山阻擊戰隻需要三天，隻要守上三天，目的就達到。這是因為，廖耀湘把他的主力用在黑山戰場上猛攻了三天，竟然沒有任何進展，他已經沒有新的辦法，也沒有了再打的信心，而東野的主力已經從錦州方麵快速趕到他的附近。在這種情況下他如果再打黑山，就有可能被東野包圍。他為了求生路，決定放棄西進錦州的計劃，也不再走通過黑山去營口的大路，而決定向東南方的台安、大窪方向逃竄，設法從營口的海路逃跑。所以在25日黃昏時，廖耀湘就已下決心不再攻黑山，而是部署部隊掉轉方向，隊尾變成排頭，向東南方向開進。十縱在此情況下不敢有任何鬆懈，為了最快地抓住敵人，僅在一個鍾頭之後，即淩晨4時，就向敵人發起了追擊。
黑山阻擊戰雖然隻打了三天，但卻是整個遼沈戰役中有著決定性意義的一戰，因為它堵住了廖耀湘兵團的南逃之路，為東野全殲廖耀湘兵團贏得了極為寶貴的三天。黑山阻擊戰與塔山阻擊戰一樣，是整個遼沈戰役中打得最艱苦、最殘酷的一戰。這其中，二十八師在高家屯的三天阻擊戰又是其中特別殘酷的戰鬥。十縱是新組建的部隊，對手是國民黨軍隊的精銳，而敵我雙方兵力的比例是5∶1。守衛高家屯的八十二和八十四兩個團擊退了敵人的5個師，守衛大白台子的八十三和八十五兩個團也擊退了七十一軍的兩個師。在黑山陣地上，我軍共擊斃擊傷敵人8015人（在追擊時十縱在黑山地區還生俘了6299人），我十縱也付出了傷亡4100人的代價（在戰鬥中，還犧牲了400多個全力支前的民工）。黑山阻擊戰打出了威風，打出了成績，不僅使東野十縱名揚天下，也使黑山這個過去的無名小縣成為一個知名度很高的著名戰場。