不過接下來竇店村一線已經形成一條有點樣子的防線了，那時上萬西北軍奮斗了大半天的勞動成果；為避免天黑前被日軍突破沖到滄州城下，張自忠不管三七二一將不少部隊部署在這最後的防線。
日軍的搜索分隊已經逼近。很快，未等**大部隊開火，山下奉文就發現了不同，因為幾輛突前的輕型戰車被戰防炮（實際是高平兩用炮）擊毀！
從空中和地面查看、估算**陣地寬度和強度後，山下奉文放棄了用戰車快速突破的想法，而是等待後援。可惜由牽引車甚至馬匹拖拉的野戰炮和榴彈炮在野外前進速度實在不高，拖拖拉拉到4點50分才有2個半大隊完成發射準備。隨著大炮轟鳴，急速射連著持續射，15分鐘內傾瀉了1000多發炮彈之後，由數十輛戰車為前鋒，大批日軍跟隨著發起沖鋒，守軍是張自忠從59軍180師各團中抽出來的5個步兵營（缺重機槍連）和4個炮兵連（曲射、直射各2個）。
5點15分，在沿途被37炮和反戰車地雷摧毀炸傷超過20輛的情況下，第1輛97戰車一路壓爆十數枚地雷殺到**第一道戰壕前，幾枚手雷立即飛迎出來在車前車上爆炸；但立即就有10多輛戰車壓到，當面的第539團第2營雖然拼力投擲手雷和集束手榴彈，但面對大量戰車的車載機槍掃射，將勇敢的**擲彈兵連人帶彈打回戰壕，連續不斷的爆炸聲中，越來越多的戰士只能飲恨從兩側撤離，無法撤退的只能和陣地共存亡；跟隨戰車的步兵迅速躍進戰壕刺殺殘余的**，2個營的防御面就這樣被輕松撕開。5點30分，日軍留下近30輛損壞的戰車和400多名傷亡的官兵繼續向**第二道陣地發起進攻；但此時天色已開始迅速暗淡下去。隨著黑暗將臨，劉振三一聲令下，後方各迫擊炮分隊相繼開火，炮彈準確砸進戰車群後的日軍乘馬步兵和騎兵隊伍中。借著火力掩護，呈小隊形式展開的**小分隊開始接近日軍，日軍發現**不斷接近後就收縮損失越來越大的外圍騎兵搜索分隊，改用戰車和裝甲車上的機槍斷續掃射掩護外圍。但隨著天色很快暗淡下來，掩護的圈子也急劇縮小，最終隱末在黑夜中。
下午5點45分，「按計劃完成防御體系。」日軍各部隊長接到轉攻為守的命令。暮色中，在和**零零星星的射擊和爆炸交火聲中，2個戰車師團主力，1個騎兵旅團，3個師團屬騎兵聯隊，3個步兵聯隊及配屬卡車等單位的支隊及軍屬高射炮、工兵、後勤等部隊和單位迅速完成一個尖端指向滄州、後尾還在河邊的大箭頭狀防御體系。
6點整，隨著陽光在西邊消逝；**全面反攻開始。
西邊小傅莊一帶，經過整理後的騎9師重整旗鼓，由張德順指揮對掩護側翼的日軍騎兵聯隊發起了襲擊，騎25、26團在日軍匆忙收縮時一路追殺，打的日軍丟掉好幾十騎才完成東撤；而騎27團卻一頭撞上日軍摩托車中隊，雖然西北軍騎兵奮力馳馬，但在貼近的路上還是被摩托車車載機槍打倒數十騎，但一貼近日軍，雙方強弱頓時逆轉，摩托車上幾十個日軍被騎兵們殺了個干淨。
騎兵掃過逼近小呂莊掩護主力側翼，黃維綱率領張自忠的主力第38師並列展開3個團對陸官屯和趙莊子之間的第2戰車師團側翼發起了進攻。第112團一接近陸官屯就遭到外層的掩護日軍火力點射擊，居然也是輕機槍、步槍、擲彈筒的小組配備（這種方式的分散火力點配置在歷史上本是日軍在二戰中後期首先采用），黑暗中也打的有模有樣，幾個小組就把幾百**突擊隊攔截下來。不過幸好日軍來不及構築堅固的陣地，日軍在火力點內連續射擊的結果是整個被60迫擊炮掀掉。突破日軍前進線之後，日軍的戰車群立即發揮出裝甲加火力的特性，密集的車載機槍火力夾雜著戰車炮將**的試探進攻輕松打退；但接下來的進攻則截然不同。
隨著重迫擊炮火力支援，以小組狀態躍進的**紛紛接近日軍的戰車陣。而日軍為避免遭受反戰車手雷侵襲，特地在戰車群前部署步兵，來不及挖戰壕就挖散兵坑掩蔽。但出乎意料的是**並未接近，離戰車群百米內就停滯不前，只不斷以手榴彈和輕迫侵襲部署在一線的日軍散兵。未等日軍醒悟過來，破甲拳，這一本該在戰爭後期才投入使用的簡易反坦克武器就這麼成批發射了。
在小塊火藥爆炸推進下，空心裝藥的破甲彈頭劃過不足百米的黑暗，一一擊中正在奮力傾瀉子彈和炮彈的醒目的日軍戰車，一連串並不劇烈的爆炸在戰車最厚實的前部響起，97式被日軍給予厚望的裝甲就這麼被爆炸產生的聚能高溫射流擊穿，雖然只破了一個小孔，但高能射流直沖進戰車內部橫掃，足以立即引起子彈和炮彈在戰車內部的殉爆，隨著巨大的爆炸聲響徹夜空，一整排97式戰車就這麼化為烏有；少數幸免未殉爆的戰車也被高溫射流在戰車內部的橫沖直撞將乘員掃蕩干淨而詭異的停在那里。
這一幕差不多在同一時間在陸官屯、趙莊子和兩村之間的農田里重演了三次，隨著數十輛各種戰車和裝甲車接連爆炸化為夜空中的火球，日軍頓時呆了。就在他們發呆的同時，第112、113、114團一舉沖過不足百米殺入日軍當中，滾瓜切菜般的掃蕩一線了日軍。直到切入日軍縱深幾百米，殺的日軍在混亂間倒下上千人，日軍才清醒過來反動瘋狂的反撲，但為時已晚，隨著59軍大批擁入，步兵數量上佔據絕對優勢的西北軍不斷侵蝕著日軍陣地，而日軍賴以防御的戰車卻在很遠的距離遭遇一發又一發破甲拳被打成破爛。
與此同時，南邊李寨、李龍屯一線在馮治安指揮下，第109、110、111團也同樣完成了這一幕，打的第3戰車師團的數十輛戰車成為黑夜中的火把。
日軍終于慌亂了，2個機動步兵聯隊被5、6個步兵團壓著打很快就分崩離析，騎兵聯隊規模小也不善夜戰，只有幾個摩托車中隊還依靠的車載機槍在機動防御、且戰且退，而後面的步兵聯隊還有十幾里地甚至更遠，黑暗中根本難以迅速機動到位。戰車群的巨大火力、速度、裝甲威力一旦失去效果，2萬多日軍的混亂是可想而知的；更何況還不是遭遇敵軍大量戰車或反戰車炮攻擊，而是被莫名其妙、但肯定只是步兵輕武器在百米距離上輕松擊毀。這種心理上的巨大打擊頓時擊潰了好幾個戰車指揮官的心理防線，導致他們不顧一切的率領自己的戰車部隊開足馬力向東撤退，沿途甚至壓過日軍的其他單位，又引起更大的混亂。眼見師團、聯隊指揮官彈壓不住，部隊越來越亂，外號步兵炮（指身高體肥，一匹馬難以長時間騎乘，需要兩匹替換，而當時運一門步兵炮也用兩匹馬）的山下奉文再也不擺架子而直接上馬向東北方一路狂馳、逃之夭夭。
相比之下，掩護主力後方的第35師團在前田治指揮下還算穩健，其防御體系午飯後就開始修築，各步兵聯隊雖然都是預備役新兵但有比較堅固的工事和不算少的大炮掩護，加上擔任進攻的**也只是戰斗力較弱的69軍和已經損失頗多的東北軍111師。181師和111師的兩路攻擊意願並不強烈的牽制性進攻很快就被第220聯隊擊退，變成零零星星的遠距離槍炮戰，唯獨新6師從較西面的進攻卻因為日軍調整部署而意外成功，原本第3戰車師團搜索隊擔任的側翼防線因為搜索隊奉命西進增援，機械化部隊說走就走，而第221聯隊步行接防不及給新6師打了個空擋，一舉突入第3戰車師團和第35師團的結合部前韓村。那里是第3戰車師團輜重隊的駐地，雖然第221聯隊的幾個中隊剛剛開到，但面對數千**蜂擁而至，未形成有效防御體系的日軍混亂間只能以命相搏。雙方在火光和射擊、爆炸的閃光中混戰，雖然數量相差不多，但日軍大部分是輜重兵和整備兵（負責裝甲部隊後勤保障），數百戰斗兵根本無法面對數倍優勢的**，連手榴彈對擲都沒堅持過去就被炸散了，等西面的敗軍跑過附近的時候，第3戰車師團整備隊、輜重隊等已不復存在。
一線崩潰，大群日軍由戰車群打頭，裝甲車和騎兵跟隨瘋狂東逃，其余官兵則悲劇了，少量爬上各種卡車逃命很快就撞在或陷在哪里動彈不得，其余則撒開兩條腿跟著大隊東逃；而59軍在北、77軍在南，逐漸壓上追殺著逃亡的日軍。
一個多小時後，在第35師團火力掩護下，由山下奉文領導的，由第2、第3戰車師團戰車隊長們帶頭的黑夜賽跑終于在第35師團防御圈內結束，6個戰車聯隊加幾個中隊的各式400多輛戰車居然還有一半多跑到終點（含原在35師團地段維修或等待修理的），大部分騎兵和近一半其他官兵也安然無恙。這使山下等人送了一口氣，雖然大炮丟了個干淨，車輛也丟了大半，但畢竟保住了一半戰車和大部分人員啊！