但是，配合攻擊砥平裏的炮兵第四十二團，因為馬匹受驚暴露了目標，遭到了空襲，不能按時參加戰鬥。
這意味著火力本來就弱的誌願軍沒有了炮火支援，隻能靠手中的輕武器作戰了。
第四十二軍一二五師三七五團在向砥平裏靠攏的路上，遭遇到對方而受阻。第四十軍一一九師三五六團沒能按時趕到攻擊地點。
徐國夫隻能指揮三五七團和三五九團兩個團，在雙方兵力和火力對比嚴重失衡的情況下，在13日晚發起了攻擊。
徐國夫當時不知道，其實還有幾支中國部隊也參加了對砥平裏的攻擊，隻是由於通訊手段落後，他們沒能互相聯係上。
在誌願軍發起攻擊時，戰士們的無所畏懼的獻身精神在砥平裏被火光映紅的夜晚迸發出耀眼的光芒。
三五七團三營七連在連長殷開文和指導員王玉峋的帶領下，向著對方熾熱的火力撲上去。
突擊排在通過冰坡的時候，在對方射來的猛烈炮火下，戰士們仍然頑強突擊，占領了對方的前沿陣地。但是，立刻受到美軍極其猛烈的炮火襲擊，連長殷開文犧牲了。
陣地開始在中美士兵手中來回易手，誌願軍連指導員也犧牲了。七連在美軍的陣地前沿與之爭奪，一點點地接近美軍的主陣地。
三五九團九連指導員關德貴是個有名的“爆破英雄”，在第一次戰役中他帶領土兵頑強地堅守陣地，手和腳都被凝固汽油彈嚴重燒傷。
在這次攻擊中，他帶領突擊隊衝在最前麵。在攻擊第一個山頭的時候，他的胳膊負傷，在打第二個小山包的時候，他的腿又中彈，棉褲和棉鞋都被鮮血浸透。
徐國夫指揮著兩個團一直打到天亮，戰鬥打得非常激烈。天一亮，形勢對誌願軍越來越不利了。
第三十九軍一一五師奉命參加打砥平裏的戰鬥時，全師上下都很高興。在13日研究作戰計劃時，師長王良太主張以三四四團為一梯隊，三四三團為二梯隊，三四五團為預備隊進行攻擊。
三四三團團長王扶之對這個主張有意見，王團長是個敢打硬仗的好手，他覺得把他列在二梯隊心有不甘，他提出三四三團和三四四團並肩打進去。
師長和政委交換了意見，同意了王扶之的建議。
在黃昏時候，三四三團開始攻擊。在攻下第一個山頭的時候，他們向師指揮部報告：“我們打到砥平裏了！”
師指揮部的回答是：攻擊並且占領！
當王扶之再次打開地圖核對的時候才發現，他們打下的根本不是砥平裏，而是砥平裏外圍一個叫馬山的山頭。
更讓王扶之意外的是，通過對俘虜的審問才知道，砥平裏根本不是“沒多少敵人”，擁有大量坦克大炮不說，光兵力就有6000多！
王扶之趕快向師指揮部作了彙報，並且立即命令部隊，在天亮之前，無論如何要做好防止對方向馬山外圍反擊的準備。
參加對砥平裏攻擊的第四十二軍一二六師三七六團被配屬第三十九軍，接到攻擊砥平裏的命令後，團長張誌超立即帶領部隊開始行動。他們迅速拿下擋在他們攻擊路線上的一座小山，並且按照地圖上所指示的路線，向砥平裏撲過去。
當按照判斷的方位和計算的行進時間應該到達砥平裏的時候，他們發現山穀中有一個小村子。
在夜色中，三七六團看到這裏有開闊地，有房舍，有公路，有鐵路，一切都和地圖上的砥平裏標誌差不多，於是三七六團毫不遲疑地開始了強攻。
二營打頭陣，團屬炮兵壓製對方的火力，三營從側翼配合，尖刀班的士兵每人帶著10多枚手榴彈，衝進村莊一齊投擲，霎時間這個村莊被打成了一片火海。
守在這裏的美軍終於頂不住了，在暗夜中潰退而去。
團長張誌超興奮地向師指揮部報告：“我們已經占領砥平裏！”
指揮部一聽很高興，沒想到砥平裏這麼好打，還有幾個團還沒用上呢！於是命令同時向前運動準備攻擊砥平裏的三七七團停止前進，因為砥平裏的戰鬥結束了。
一二六師師長黃經耀是個有經驗的指揮員，越想越覺得事情恐怕沒有這麼容易，於是又打電話給張誌超，問：“你給我仔細看看，公路是不是拐向西南？鐵路是不是拐向東南？”
張誌超說：“這裏的公路和鐵路是平行向南的！”
黃經耀腦袋嗡的一聲就大了：“張誌超！你誤了大事了！你打下的那個地方叫田穀，砥平裏還在田穀的東南！給我立即向砥平裏攻擊！”
三七六團立即集中部隊，以一營為主攻，向真正的砥平裏攻擊。
一營在7門山炮和23門迫擊炮的支持下，連續向砥平裏攻擊了3次，炮彈很快就打光了，這個時候，天亮了。
美軍的飛機鋪天蓋地而來，輪番在誌願軍的所有陣地上進行了前所未有的猛烈射擊和轟炸。
這次，美軍也下了血本，誌願軍的官兵們自從入朝作戰以來，還沒有見過這麼多的飛機集中在這麼一塊巴掌大的天空中。
美軍飛機整整轟炸了一個上午，然後，砥平裏的美軍和法軍開始出動坦克和步兵，向誌願軍的陣地進行極其凶狠地反擊。
在三四三團二營的馬山陣地，從砥平裏出擊的美軍和法軍多達5路，火力之強令陣地上的誌願軍抬不起頭來。
二營的班和排的建製已經被打亂，但從不同方向衝擊而來的美軍，一次又一次地發起衝鋒。
二營營長王少伯指揮戰士們在馬山陣地上堅持了一個白天，無論美軍怎樣衝鋒、轟炸，都沒有占領誌願軍的陣地。
在另一個方向上的三五九團的陣地上沒有可以蔽身的工事。美軍飛機來回地俯衝轟炸掃射，這些飛機有的來自美國海軍的航空母艦，有的來自南朝鮮釜山的機場，重型轟炸機則來自日本板付機場。它們在很低的高度上掠過，發出的嘯音震耳欲聾。
與三五九團陣地相鄰的高地依舊在美軍的控製之下，美軍在高地上使用坦克的直射火炮和高射機槍，居高臨下地近距離向誌願軍陣地上進行射擊。
團長李林一剛在電話機中向各營傳達了“堅守陣地”的命令之後，線路就被炸斷了。想和最前麵的三營取得聯係，但在連續不斷的轟炸中，三營卻根本聽不見。
李林一給通信連下了命令：一定要接通電話線！結果連續衝上去的電話員，全部犧牲在半路上。
天終於黑下來了，堅持過白天的誌願軍向砥平裏主陣地衝擊的時刻又到了。
14日夜晚，誌願軍參加砥平裏攻堅戰的各團都已到齊了，他們從四麵八方一齊向這個不到兩平方公裏的小小環形陣地開始了前赴後繼的攻擊。
在炮彈和手榴彈連續不斷爆炸的閃光中，美二十三團各營的前沿陣地同時出現了激戰狀態。
誌願軍冒著美軍布置下的一層又一層的攔截火力毫無畏懼地衝鋒，環形陣地內到處是躍動的誌願軍的影子。這些身影因為棉衣的緣故，看上去十分臃腫，但他們滾動前進時瞬間即逝。
美軍所有的坦克和火炮用最密集的發射速度向四周噴出火焰，在誌願軍衝擊而來的每一條路上形成一麵麵彈雨之牆。
接近午夜的時候，激戰到達最高潮，戰場上空大約每過5分鍾就升起一群密集的照明彈，而由幾十條曳光彈組成的光帶，接連不斷地平行或者交叉地穿過照明彈的白光之下。
美軍支援而來的夜航飛機投下了由降落傘懸掛著的更為刺眼的照明彈，長時間地如巨大的燈籠一般在砥平裏雙方士兵的頭頂搖蕩。
望美山方向的美軍陣地在午夜時分失守了，二營G連的一個排隻剩下施密特中士還活著，三排也隻剩下了6名士兵。
在營長愛德華的嚴厲命令下，連長希斯得到了弗裏曼團長從團預備隊抽出的一個特種排和幾輛坦克的補充，開始對誌願軍進行反衝擊。