特务连走的简易公路速度缓慢，走水泥大道的日军联队后发先至，待特务连于次日晚上赶到南山矿区附近，战斗早已打响。
李铁军团长接到电报，立即召开紧急会议，通报敌情，制定对敌方案。他说“旅长没讲是否增援，其原因可能有两个，一是相信我们，二是不让我们有依赖思想，真正到了关键时刻，旅长绝不会扔下我们不管。同志们，这是我们团重新组建后第一次大战，也是咱们这个被日军俘虏过的团报仇雪耻的一战，一定要打出咱们的威风来，决不能让兄弟团看扁了，谁要是贪生怕死，军法从事”
他安排徳械连作预备队，待命出击。把藏在矿洞内的山炮拖出来脱下炮衣，炮手装弹手各就各位，到时候不必吝惜炮弹，往装甲车和敌人密集处狠狠打。
次日傍晚，李铁军正焦急等待时从高倍望远镜中发现了日军队伍，敌人数倍于我，靠近了打恐措手不及，他决定先远距离主动进攻，消耗敌军力量。
当日军相距一千米时，他果断命令开炮。突然间炮声隆隆，炮弹挟着雷霆之势扑向敌群与装甲车。炮兵按照江海龙此前做的醒目参照物精确计算距离，大炮几乎不要试射和修正弹着点。
今村昌平中佐被突如其来的炮火炸得有些发懵，他的侦察部队没有发现藏在矿洞中的大炮，所的情报也没有提及重武器。此时中国军队的轰击异常凶猛而精准，短时间有两辆装甲车被击毁，部队伤亡一百多人。他迅速命令炮火还击，把被击毁的装甲车推到路边，所有装甲车和步兵冒着炮火全速前进。
李铁军事后总结还是低估了鬼子的反应速度，应该更早开炮。几分钟后，日军紧随装甲车后，向前推进了五百米。幸好有楔形水泥桩阻隔，延缓了装甲车速度。鬼子工兵纷纷用铁锹和炸药清除障碍物，为装甲车打开通道。李铁军命令部队所有武器开火，鬼子工兵倒下一片，步兵躲在装甲车后伤亡不大。
日军的步兵炮火力威猛，炮兵专业素质相当高，李铁军的三门大炮被炸毁，十几名炮兵当场阵亡和重伤。他只好命令剩余大炮与鬼子炮兵阵地对射，以免自己的炮兵全军毁灭。
装甲车通道被打开，炮兵阵地吸引了中国军队的炮火，鬼子装甲兵压力减轻，立即加大油门全速前进。日军的九二式装甲车边前进边开枪，日军此次派出的九二式骑兵装甲车重3、5吨，装甲厚6，携有轻重机枪。
鬼子的迫击炮与掷弹筒亦同时开火，亏得南山矿区工事坚固损失不大，只垮塌了几处围墙和观察楼，但迫击炮阵地受到严重威胁，因迫击炮是要露天发射的。
李铁军命令爆破排组织敢死队，战士们抱着炸药包在轻重机枪掩护下扑向装甲车，把炸药塞进车底引爆。不少战士未冲到装甲车前就中弹倒地，战士们前赴后继，有的在中弹后使出最后的力气把炸药包投向装甲车，有的用身体将炸药包压在装甲车上拉掉导火索，与装甲车同归于尽，场面甚是惨烈，连今村昌平都不得不佩服这些中国军人的勇敢顽强。