一天后的一個深夜，衡水城外槍聲驟起，城內的鬼子指揮官果然中計，緊急向周邊求援。很快，軍區司令部截獲了鬼子援兵出動的電報。

張百川、羅政委、蕭參謀長守在電臺旁，“司令員，鬼子第29師團一個聯隊從德州出來了，直奔南線，”

“滄州方向，鬼子獨立混成旅團也動了，配屬一個炮兵中隊，”

“石家莊方向，第112師團殘部出動兩個旅團，還有坦克，”

張百川深吸一口氣：“命令各部，按預定計劃，放進來打，”

南線，王振指揮的三旅依托提前挖好的縱橫交通壕和地道、暗堡，與鬼子第29師團的援軍展開了慘烈的拉鋸戰。鬼子的炮火猛烈，但八路軍戰士利用工事靈活機動，往往在鬼子炮擊時隱蔽，步兵沖鋒時則從各個隱蔽火力點射出致命子彈。一個剛從“淬火班”畢業的連長，指揮本連利用村落廢墟，一次反沖鋒就打掉了鬼子一個小隊，還繳獲了一挺歪把子機槍。

西線，彭輝指揮的二旅、六旅更是將小群多路的戰術發揮到極致。鬼子援軍進入伏擊圈后，四面八方都飛來冷槍冷炮，專打騎馬的軍官和電臺天線。鬼子部隊被割裂，首尾不能相顧，推進速度極其緩慢。一個營長甚至帶著一個排，偽裝成偽軍，靠近了鬼子的炮兵陣地，用手榴彈和炸藥包端掉了兩門九二式步兵炮。

東線，許達指揮的一旅在子牙河畔打得有聲有色。他們故意放鬼子先頭部隊過河，待其主力半渡時，集中所有火力猛烈打擊。預設的機槍陣地、迫擊炮群同時開火，河道里鬼子人仰馬翻。一旅的戰士們甚至用木排裝載炸藥，順流而下，炸毀了鬼子臨時搭建的浮橋。

戰斗進行到第二天，衡水城內的鬼子已是困獸猶斗，城外援軍則被死死擋住。張百川認為總攻時機已到。

他拿起通往攻城集團指揮部的電話：“呂正嗎？我是張百川，援敵已被我阻擊部隊大量殺傷，銳氣已失，我命令你部向衡水發起總攻，炮兵旅會進行半小時火力急襲，我要你在中午十二點前，把紅旗插上衡水城頭，”