進入10月中旬，中日雙方的鏖戰越來越多的集中在承德以北的山巒間；以新兵為主的日軍不顧慘重的傷亡、不斷投入新的師團加強攻勢，將傅作義部打的節節敗退；但日軍將佐們檢查攻克的**火力點後卻相當難堪，超過十比一的傷亡比實在交代不過去，無可奈何之下，一線將佐們普遍采用了謊報、夸大幾倍乃至十幾倍戰果；于是當日軍沿著伊遜河攻佔唐三營的時候，俊六得到的報告是華軍已經損失近20萬！算算整個傅集團也不過在35－40萬之間、顯已失去大半戰力，眼見的戰報上陸續出現非晉綏軍和異黨部隊番號，顯然是華軍從其他方向增援過來的部隊。為達到奪回大生堂山、趕走盤聚在喀喇沁旗及以南山區的華軍，恢復完整的戰略態勢，俊六不顧安達、大城戶等參謀們的勸阻，再次下令加強進攻，以期形成對喀喇沁旗地區的三面夾擊之勢、壓迫**撤退。
在上月良夫的一再懇求下，加上華軍一貫狡詐的因素，俊六還是留下朝鮮軍（第17方面軍）主力在瀑河口至承德間掩護主力側後；為彌補朝鮮軍戰力的不足，還特地從第6方面軍抽調2個師團改隸第17方面軍擔任預備隊；至于岡部直三郎的主力則還是留在山海關至青龍河一線原陣地上。
14日，邊牆山，橫山勇氣勢洶洶對防守的晉軍第83軍發動強攻，歷盡戰事的第83軍在軍長孫福麟指揮下奮力拼搏，已經陣亡4000余人的第83軍，在缺乏機槍手和輕炮手的情況下，步槍兵甚至工兵、輜重兵都爭先恐後填補敢死隊的空缺，用每一個火力點讓日軍每前進一步都付出慘重的代價。
17日，日軍逼近錐子山一線和晉軍再次展開激戰；當日中午，在強大的中美空軍轟炸掃射開路支援下，張自忠率領第59、68、77軍對張三營突然襲擊，一舉擊破之前已經損兵折將正在整補的第145師團主力，在日軍側面打開一個缺口；不過日軍也早有準備，第56軍七田中將立即指揮2個多師團的預備兵力圍堵上來攔截；七田剛一動，側翼孫連仲率領3個軍殺到，一舉將正在轉移撤退的第145師團打成兩段，七田的援軍也頂著中美空軍的轟炸掃射趕到戰場，雙方打成一團。
俊六和橫山勇發動殘存的高速偵察機多次偵察，在付出多架偵察機被擊落的代價後，發覺大批**正向張三營至大湯子溝一線迅速推進，兩人反而雙雙松了一口氣，立即下令各機動師團向該地域附近集中，準備和**來一場殊死決戰。
隨著夜幕降臨，雙方不但沒有休戰，仗反而越打越大，非但張自忠從西面、傅作義從北面，連王耀武也從東面分過來3、4個軍夾擊位于中間的日軍突出部，橫山勇和喜多誠一背靠背迎戰，雙方打的昏天黑地；而略南面，俊六親自指揮幾個軍反擊張自忠的突擊，雙方打的更為慘烈，每一個山頭都經歷你來我往的一次又一次爭奪；為拖住王耀武，後/宮淳也將幾個可以機動的師團集中起來，從寧城和黑水出發向喀喇沁旗發動牽制性進攻。而喜峰口至秦皇島一線的**也幾乎在同時發動進攻，500多里的戰線上全線打成一片。
3個多小時後，俊六親自指揮的反攻將西北軍趕出張三營一線，但日軍第1方面軍首先吃不住**從東面和北面的猛攻，被中央軍和晉綏軍逐步向第16方面軍後方，迫使俊六將最後2個師團預備隊投入補救，同時下令南面第17、第6方面軍再抽調2個師團，向北輸送擔任北線預備隊，並再三關照注重前線防御，以防備被敵軍所乘。
與此同時，李世甲指揮的海軍陸戰師乘坐大批改裝的外掛式摩托艇正在炮聲掩護下向東北進發，開始了收復東北的征程；後面則跟著乘坐漁船等雜七雜八船只揚帆前進的、剛從南方調來的第25軍2個師。由于這連接東北和關內的海域還從未有中美海軍活動，而中美空軍卻已基本控制天空，造成這一海域在不知不覺當中成為日軍既放心卻又不敢在良好氣候條件下擅入的海域，尤其是在惡劣氣象條件下擅闖還挨了水雷之後，日本海軍干脆放棄了沿海炮擊這一傳統。于是當數以千計的小舟震耳欲聾開過海面的時候，岸上正打的激烈的陸軍根本沒人注意。
山海關至九門口一線，沉寂許久的薛老虎（薛岳的外號之一）終于爆發，養精蓄銳的各軍在密集的炮轟支援下強攻日軍盤聚險要構築的陣地，也許是日軍以為天下第一雄關沒人敢來強攻，而旁邊天險九門口也是如此，思維的惰性將附近長城沿線全概括進去的結果是雄關和天險固然還在，而旁邊的義院口和界嶺口卻被20軍和72軍雙雙襲破；**迅速登上長城後，長城反而成為抑制日軍反擊和調整部署的障礙；日軍的輕炮和重炮不斷在長城上爆炸，打的**死傷慘重，但佔據絕對優勢的**源源不斷越過長城突入日軍縱深。眼見缺口越來越大，負責一線指揮的第70師團師團長內田孝行慌了；就近的幾個大隊填補上去立即就被打垮下來，他的上司第6軍司令官十川次郎急了，先下令第99旅團投入石門寨的爭奪，接著又部署在九門口後面的第100旅團立即北上增援。
2個多小時後，野地嘉平以慘重傷亡奪回石門寨；但**順著義院口和界嶺口還在源源不斷迂回日軍側翼；見第133師團無法進一步穩定局勢，迫使岡部直三郎只能下令菱田元四郎投入第116師團這支唯一的預備隊反擊。
凌晨3時，第116師團這支第6方面軍唯一成立于戰爭初期的老牌主力師團投入進攻，大批日軍骨干軍官指揮著老兵在黑暗中也毫不遲疑的完成戰術動作，不斷已精準的火力殺傷**的沖擊，將川軍打的步步後退，只1個多小時就立竿見影的將奮戰大半夜的川軍擊退數里；但隨後更多的川軍反攻上來，將第116師團及其余幾支增援的日軍纏住，雙方和綿延500多里戰線的其它地方一樣陷于你死我活的激戰當中。
5時40分開始，在前線槍炮聲震耳欲聾的背景下，毫無戒備的日軍京奉鐵路警備隊被偷偷模上岸的中國海軍陸戰隊一一解決，先是荒地失去聯系，隨後是前衛，接著是高嶺；當天蒙蒙亮時，綏中這個頗大的據點中的日軍在絕對優勢**襲擊之下也被迅速消滅，一列列滿載軍火物資、往來疾馳的火車被扣被炸，京奉線南段癱瘓了！
唯一的例外是萬家屯，這個第6軍司令部所在地在高度警惕的警衛隊保護下經受住了閩系陸戰隊和東北軍警衛分隊的聯手襲擊，不過隨著陸戰隊後續部隊投入戰斗，戰斗還是一直打到十川次郎的指揮部門口，打的日軍連參謀們也提槍上陣，掩護十川等高級軍官向山海關主力方面逃跑。將軍們前腳逃走，後面萬家屯就整個給李世甲佔了；于是指揮戰線最東部的司令部就此在指揮網絡上‘失蹤’。
第6軍失去指揮後不到10分鐘，薛岳就得到李世甲通報，立即下令按預定方案轉變攻擊，在第67軍猛攻石門寨掩護下，第4、37、99軍這支第1方面軍主攻集群在薛岳親自指揮下從石門寨北側插入關外；而日軍卻因為第6軍司令部被端掉而無法及時應變，眼睜睜被**突破險峻的山地；等十川跑到內田的師團指揮所，等通訊軍官再度完成方面軍——軍——師團指揮網絡，態勢已是十川已經只剩下向岡部求救了份了。
其實大略的告急電報早已由內田及關東軍鐵路警備隊傳給岡部，但不但岡部、連俊六都無兵可以派遣去沿海地帶及時增援；在得到**大舉在沿海地區登陸的消息後，萬般無奈之下，第一批增援任務、估計也是來得及趕上的最後一批增援任務只能落到京奉鐵路警備隊司令加藤泊次郎和海軍遣華艦隊司令藤田類大郎頭上。但即使是他們要籌集兵力反撲也需要時間，就在他們準備當中，**主力已經順利突破九門口北部防線，在第二批乘坐漁船等雜式船只的部隊協同下，將山海關至九門口之敵逐漸合圍；而十川和內田已經無力反擊，只能將剩余兵力收縮到九門口至山海關之間頑抗到底。
上午11時，加藤泊次郎親率以從京奉路沿線緊急運過來的以鐵路警備隊為主的兵力對固守六股河以南之**海軍陸戰師主力發起強攻，**甚至連鐵路橋都沒有炸毀听憑日軍進攻，但隨即高興的日軍立即遭到陸戰隊驚人的近戰火力打擊，大量沖鋒槍和輕機槍在輕炮支援下橫掃同樣缺乏重火力支援的日軍沖鋒，打的六股河河水為之變赤；僅有幾列裝甲列車上的十幾門大炮和各鐵路警備隊裝備的擲彈筒根本壓不住**旺盛的輕火力，加藤在俊六威逼下不顧一切將鐵路警備隊步兵和各種各樣收羅來的雜兵一批又一批投入戰斗，結果又一批接一批的被消滅在六股河當中。