一二五師的戰防炮開始向敵坦克猛烈開火，被打中的坦克冒出濃煙。城牆上的守軍對準坦克後面的步兵射擊，機槍聲、步槍聲、炮聲和手榴彈的爆炸聲震耳欲聾，城上城下不斷有人傷亡，城外的麥地裡已經躺倒一百多名黃乎乎的死傷鬼子。
在三八〇團左面，一部分日軍已經從缺口登上城牆，陳仕俊正指揮着部隊同敵人近戰搏鬥，雙方死傷的人不斷滾下城牆，活着的又不停向上涌。對着三八〇團這個缺口的鬼子也是不顧缺口兩側的交叉火力猛烈掃射，拼命衝鋒。何翔迥立即命令三營長帶着預備隊迎面而上，向缺口之敵反擊，直到打得這股敵向後潰退下去。到上午十一時左右，槍聲逐步稀疏，各營抓緊時間整修工事，第三營則乘這個間隙用籮筐和麻袋裝土把這個缺口填起來。
到了四月十一日，一二七師援兵入城作戰的第四天。休整了一天的敵人又開始發瘋，從拂曉開始，猛烈的炮擊和空中轟炸又將化城門至東城門間的城牆轟出幾個大缺口。硝煙捲起塵土瀰漫天空，我在缺口上的官兵身上全都被蓋上一層厚厚的灰塵。三八〇團的防線內的城牆被打出了兩個大口子，城外的坦克乘勢朝缺口衝過來。
坦克來勢洶洶，用炮塔機槍和並列機槍拼命掃射，子彈打得缺口上的泥土飛濺。官兵們打坦克已有了經驗，第二營的楊排長帶了幾名士兵躲在缺口的隱蔽處。當第一輛坦克開進缺口時，幾捆集束手榴彈投到坦克的肚子下面，隨着一陣巨響，坦克履帶散了架，不動了。但坦克後面的步兵卻不停止，利用坦克擋住了子彈的空隙繼續向缺口衝鋒。
城牆上用交叉火力向敵人掃射，預備隊第三營增援到第一線，開始在缺口處挺起刺刀和敵人搏殺。
從化城門到東城門，就像開了鍋，不僅三八〇團在同敵人搏殺，三七三團、三六四團也在同敵近身交手，整個戰線都在進行這種翻江倒海似的混戰。
何翔迥、陳攸文都打紅了眼，混身塵土，來回指揮，把身邊的特務排也派上去了，缺口處簡直成了屍山血海。何翔迥命令，排長傷亡，由連長指定軍士代理；連長傷亡，由營長指定排長代理。三八〇團由排長代理連長的有五人，由軍士代理排長的共有十三人。松浦師團長紅了眼，指揮鬼子拼命衝鋒。敵兵一浪接着一浪向前涌，無論倒下多少，都死戰不退，雙方一直膠着在缺口一帶。
這時，令人震驚的消息傳來！在左翼的第一營營長曾世庸報告，敵人攻破我左翼防線，已由化城門攻入城內！
敵人正在由化城門的缺口蜂涌入城，陳仕俊數度組織預備隊反撲均未奏效。而且敵已佔領了部分城牆，居高臨下，局勢正在惡化，我已處於不利的形勢下。此時，汪匣鋒迅速將局勢報請上級，並得到指示：部隊後退巷戰，相互掩護，入暮後向城東和城南轉移並西渡襄河撤退。
何翔迥也得到了後撤的命令，立即命令第三營預備隊以兩個連佔領師指揮所附近的兩處磚房爲依託，利用街壘工事準備巷戰，然後在掩護中全師逐步撤走。
一二五師三七四團團長裴元俊因爲回川接兵，只留下了該團第三營參加老河口作戰，因爲進入城區晚，部隊較完整。這時，正在作戰的第三營營長周肇國得到汪匣鋒命令：“你營重機槍連、各連炊事班、勤雜及傷病立撤南門，隨師部過河。其餘三個步兵連由你率領掩護師部過河。”周肇國得到命令，也沒有搞清楚自己該在何時撤退、由誰掩護、和誰聯繫、有無船支等，就忙着佈置任務、佔領陣地了。
這時，傳令兵連續報告，有百多名鬼子已經登上城牆，而且後面的鬼子還在繼續從缺口往上爬！
周肇國來不及多想，立刻命令：“準備拼刺刀，吹衝鋒號！”隨着衝鋒號一響，三百八十多名官兵跳出陣地衝上城牆。衝鋒中，九連連長呂維周剛出陣地就中彈倒地，光榮犧牲。還沒有踏上城牆，八連連長萬強也中彈殉國。衝上城牆的官兵甩出一串串手榴彈，趁爆炸的煙霧掩護衝向敵人。
周肇國身先士卒，挺着一支帶刺刀的步槍躍上城牆，正遇三個鬼子迎面撞來。頭一個鬼子園瞪雙眼，對準周肇國“呀”的一聲怪叫當胸一刀就刺！周營長側身一閃，刺刀刺破上衣穿過。不等鬼子收槍，營長一橫身，順勢用刺刀直刺，隨着一聲“殺！”刺刀插入敵人腹中。這個鬼子剛一倒下，第二個鬼子又到，雙人近在咫尺，無法躲讓。周肇國在被動中舉槍迎敵，幸好槍中子彈在膛，連扳帶刺，槍響刀到，第二個鬼子“哇”的叫了一聲倒在腳下。第三個鬼子人高馬大，見倒了兩個同夥，怒氣沖天地趕來，舉起槍刺，左劈右刺，槍法兇狠。周肇國連刺兩個敵人，力已用竭，現在有些心慌意亂，招架不住了。
城牆上敵我雙方捉對拼殺，喊叫聲和慘叫聲不斷，“噹噹”刺刀碰擊，誰也騰不出手來幫誰。
周肇國連忙退了兩步，避其鋒芒。這個日本兵大聲喊叫着，又蹦又跳，一刀接着一刀，但十幾個突刺都被擋回。經過這十多個回合沒讓敵人近身，周肇國反倒鎮靜下來了，反觀這個鬼子兵，十多個回合沒有打倒對手已經顯得神情緊張，手腳開始混亂。此時，周肇國瞄準時機，振備精神，力氣大增，一槍一槍****，將這個兇惡的敵人逼到城牆邊，趁其立腳未穩大叫一聲“着！”猛起一刀，將其戮下城牆。
對刺的鬼子兵終於不支，開始後退。營長指揮乘勝追擊，鬼子成混亂之勢，又被我機槍猛掃，互相沖撞，被打死一片，這一波上城來的百多名日軍除了死屍，全被趕下城牆。
周肇國還來不及整理部隊，後一波鬼子又趕到，且人數衆多，只見缺口內外戴鋼盔的人頭攢動，蜂涌而來。此時，全營已犧牲大部，抵抗不住，營長只好下令：“進城巷戰！”
此地從城牆到民房，有百餘米的菜地，這個空曠地帶成了我軍的死亡之地。周營在城牆遭到敵軍的轟擊和掃射，已經傷亡不小。通過菜地又無法隱蔽，子彈在周肇國耳邊“嗖嗖”直響，打進土裡，又濺起無數土花。奔跑中不斷有人中彈倒下，到了街口，周肇國一看，三百多人還剩一百二三。而這時日本兵正源源不斷從缺口涌來，坦克也噴着火舌輾着我陣亡士兵的屍體和和正在掙扎的傷兵向街口撲來。平時朝夕相處的戰友大部陣亡，周肇國回頭望着倒在菜地裡的傷亡士兵，平生第一次止不住熱淚直流。
周肇國帶隊直奔中心十字路口，這裡是通向南門的必經之路，早就用石頭、沙袋築成工事，上面有木板和沙袋堆砌，就像一座大碉堡。到達這裡，一清點人數，又有一半人犧牲，還剩六七十人了，周肇國命令集中所有的機槍，由連排長親自掌握，另分出一部分人到各街口扼守，再派一部分上到周圍房頂，還有一些到兩翼警戒，防止日軍迂迴側後。士兵除了佔據這個工事，還利用房後牆角，作好準備，等待鬼子到來。
剛佈置完畢，鬼子已經開始在街道中出現，巷戰已經展開。鬼子的坦克因爲多次挨炸，害怕在街道上受到集束手榴彈的襲擊，只在菜地打轉開槍開炮。這時，街道上的槍聲時緊時密，周肇國聽到，除了自己這邊的槍聲外，街道上還有其他兄弟部隊有人在作戰，心裡更加踏實。
街道上早就築成各式各樣的巷戰工事，民房間的牆壁也都掘通，士兵可以迅速穿牆而過，在不同的地點和角度向敵人開火。日軍也不知城內到底還有多少人，又不斷受到打擊，從東街到南十字口，相距不過四百餘米，堅持到下午五時，鬼子磨磨蹭蹭距此還有二百米。
估計主力已經撤退，周肇國清點了一下人數：還剩三十八人，其中一名連長，二名排長，五名正副班長和一名副官！再清點武器，周肇國不禁心頭一緊：全營原有二十七挺機槍，還剩有九挺，最關鍵是子彈所剩無幾，多的只有一、二個彈夾，少的僅一、二粒；所有的步槍十餘支已經全是空槍！此時鬼子聽見這邊槍聲稀疏，知道軍軍彈藥將盡，已經開始進逼過來，子彈在工事上打得土花直濺。
“全體集中，立即上城牆！”三十多人跟着奔上城牆，周肇國派兩挺機槍集中全部子彈掩護，其餘的人解下綁腿連接起來套在城牆垛子上，一個接一個順着綁腿滑到下面，急急忙忙跑進河邊的蘆葦叢中，又順河而下，一直趕了六七裡，還聽見城中有槍炮聲，還看見房屋燃燒的火光和濃煙。
又走了陣，一條河流橫在面前，派人試探險，水僅及腰。大家鬆了一口氣，決定先休息幾分鐘再走。大家坐下來一望，還有二十多人和二十多條槍！人人臉上漆黑，分不清是誰，惟能看見兩隻眼睛在轉！身上的軍服凝結着血跡，難以看出原色，全都被撕爛和燒爛，順風一吹，前後飛舞，大家相對無言，相互攙扶着過河。周肇國在城中作戰時腿受了傷，又奔走了這麼久，一陣巨痛，已經倒在地下，沒法下水。三個士兵把槍一放：“來，營長，我們肘你過河。”
第二天，打聽到谷城已被收復，於是大家又相互攙扶着到達谷城。軍長陳書農、代軍王澂熙、師長汪匣鋒打聽到一二五師三七四團第三營回來了，一起來到谷城慰問，親自看望這二十多名爲掩護全軍撤退的勇士。
老河口在堅守了十三天後陷落。全軍傷亡二千多，日軍的傷亡也差不多(後來杉浦英吉在漯河向五戰區繳械投降時,陳鼎勳就這個問題特地詢問了杉浦.杉浦承認,這一仗日軍死亡上千)。以一二五師爲主的二十二集團軍所部最後是奉命撤退，雖然軍民混雜略顯混亂，但還是指揮井然、有秩序的離開，這是抗戰極少的戰例之一。
會戰後，師長汪匣鋒授青天白日勳章，陳仕俊及其下官兵分別授勳章和獎章。劉峙還當面嘉獎說：“這次一二五師打得很好，不然我就不好向委員長交待了。”還表示他永遠不會忘記一二五師這一戰績。
在漢中的李宗仁知道老河口失陷，長嘆一聲，在辦公室裡來回走動，半晌再沒吱聲：沒想到自己堅守了五年多的長官部基地，才幾個月就葬送在劉峙的手中！
中美航空聯隊的飛行員瞭解到作戰的詳情，也氣得捶胸頓足：要是像李長官在時那樣，陸空互通情報，配合作戰，哪能讓鬼子把老河口鎮和老河口機場佔去！？
老河口淪陷後，敵我雙方隔襄河對峙，直到戰爭結束。