宋希濂一直對桂永清的爲人抱有反感，爲會戰全局計，纔來楊堌集找他。不料“德國將軍”還是那樣驕矜傲慢，而且對蘭封失守表現得若無其事，漠不關心。他深悔不該跑這一趟，當即拂袖離開桂永清軍部，悻悻而回。
宋希濂回到桂李寨軍部不久，便接到薛嶽電令，命第七十一軍負責攻擊蘭封，第八十八師歸還第七十一軍建制。
傍晚時分，蘭封城外，戰況已歸沉寂，宋希濂率各師旅團長來到蘭封南郊，視察地形，準備爲攻城作周密部署。
在蒼茫的暮色中，蘭封城頭的日本軍旗隱約可見，城上有日軍臨時用沙袋、磚石築起的工事。城外幾個經過激戰的村落，房屋大部分被炮火炸燬，一些房屋仍在燃燒，天氣悶熱無風，縷縷黑煙徐徐升騰，經久不散，在村落上空結成一片烏雲。位於許樓東南的國防工事，也已插上了日本軍旗。
宋希濂率衆軍官看完地形，回到軍部後，便賦予兩師攻擊任務：
一、第八十七師於大曹、孫樓、張宜王、蕭莊之線向蘭封城東南角攻擊，重點保持在左翼；
二、第八十八師由陳孫莊、杜莊、鄧寨之線向蘭封城西南角攻擊，重點保持在左翼；
三、山炮營位置於陳鬥寨；
四、軍部在桂李寨，攻擊日開始時，軍長在孫莊。
五、二十五日五時開始攻擊。
宋希濂佈置完攻擊任務後，又指示各部隊，要充分利用城外村落接近城垣，選擇易於爬城的地點。
以後兩天的攻城之戰，打得非常慘烈。
25日凌晨4時左右，宋希濂策馬來到孫莊指揮所，接到沈發藻與龍慕韓報告，兩師已借夜色掩護接近敵陣地，遂以電話命令炮兵向蘭封附近敵據點射擊。
陳鬥寨炮兵陣地位於蘭封城正南面，距城5公里左右。一時間，道道絢爛的弧光劃過夜空，炮彈嗚叫着飛向敵陣，劇烈的爆炸聲粉碎了拂曉的沉寂。日軍幾個外圍據點頓時火光四起，土石與敵屍齊飛。
但數分鐘之後，敵炮便開始向宋軍炮兵陣地還擊。剎時間，夜空中彈道的光亮縱橫交錯，爆炸之聲如同山崩，10裡之外清晰可聞。
宋軍的炮火與日軍相比明顯有些微弱，幾分鐘之後，便爲敵炮火所壓制，被迫於滾滾硝煙中轉移陣地。
清晨5時，東方已呈魚肚白，蘭封城垣輪廓已隱約可見。數顆信號彈突然於城南郊升起，緊接着，蘭封城東南及西南同時響起嘹亮的衝鋒號聲。沈、龍二師官兵分兩路在號聲中向敵外圍據點發起衝鋒。
日軍在宋軍的突襲下倉促應戰，由於殘夜未盡，能見度較低，輕重機槍殺傷力大減。待到城內日軍發射照明彈時，部分攻擊部隊已迅速衝入村內。
兩師攻擊進展頗爲順利。
宋希濂即命山炮營分爲兩部，一部協第八十七師步兵向前推進，一部移至第八十八師正面，向敵據點轟擊。
第七十一軍將士在激烈的槍炮聲中迎來二十六日的黎明。
此日，天氣悶熱，空中陰雲密佈，不見陽光。第一線攻城官兵，在橫飛的彈雨中時而在麥田裡匍匐前進，時而冒死向前猛衝，個個揮汗如雨，溼透的軍裝滿是草葉泥污。不少官兵在衝鋒途中飲彈而亡。
第八十八師一路衝殺，先頭部隊於上午9時許逼近許樓。
佔領許樓的日軍一部在村內借斷壁殘垣做掩護，向攻擊部隊射擊，一部佔領許樓東南之國防工事頑抗。
許樓東南國防工事，築有機槍、迫擊炮掩體羣，掩體羣之外，掘有壕溝。日軍以迫擊炮向第八十八師攻擊部隊猛射，並與許樓村內日軍的輕重機槍構成交叉火力網，一時將攻擊部隊壓迫於許樓以南的開闊地中。
龍慕韓命炮兵集中火力，先轟擊盤踞於國防工事的日軍，爾後轉向許樓村內射擊。
攻擊部隊在炮火掩護下，向敵陣地逼進，但炮擊停止之後，攻擊部隊正待發起衝鋒，日軍騎兵卻適時從城內馳援，配合步兵發動反衝鋒。
龍師攻擊頓時受挫。
龍慕韓遂將第二梯隊推上前線，又命將迫擊炮向前節節推進，向敵據點猛射。許樓內外硝煙沖天，火藥味瀰漫四野，攻擊部隊借煙幕掩護，適時向敵猛撲。10時左右，將許樓攻克。
至12時，龍師又克趙、楊二莊，但攻擊部隊傷亡已達200餘人。宋希濂遂命該師停止攻擊，固守已克陣地，調整態勢，伺沈師進至城垣附近，再協同攻城。
由於蘭封東南部地勢平坦，蘭封城外日軍又憑藉鐵路基固守，第八十七師進展十分困難。激戰至正午，僅接近西崗頭、張氏寨附近，而且傷亡衆多。師長沈發藻急得汗如雨下，嗓音嘶啞，捶牆頓足，恨不得抱一挺機槍與日本鬼子拼個你死我活，但作爲一師之長，他又無權這麼做。
至下午3時左右，師之右翼才以重大犧牲，突破日軍鐵路一線陣地，向西北蘭封城方向猛進，掃清蘭封東面之敵。
城外日軍向蘭封東北角倉惶逃走。
第八十七師隨之向前推進，接連攻克蘭封城東端的王莊、張氏寨，右翼推進至蘭封城外圍高邵頭、惠姚一線。
沈發藻一直在指揮所外以望遠鏡觀察本師攻擊情況，見被敵人遲滯數小時的部隊已突破敵之防線，迅速攻至蘭封城外圍，這才端起一杯涼水咕嘟嘟灌下，用沙啞的聲音以電話向宋希濂報告：“軍長，攻上去了，我師攻上去了！下一步怎麼幹，請指示!”
“鞏固已克據點，準備與八十八師同時向城垣攻擊。”宋希濂命令道。
但是，當宋希濂正要下達向城垣總攻的命令時，日軍步騎炮兵聯合舉行反攻，又將許樓攻佔，並據國防工事頑抗。
宋希濂見兩師傷亡重大，士氣已顯疲憊，再攻下去，恐難有進展，使命令兩師攻擊部隊就地構築工事，固守已佔領據點，第二線部隊着手綁紮爬梯，準備夜攻。
當天上午，薛嶽已打來電話，告訴宋希濂他已於凌晨到達楊堌集，並要求宋希濂及時向他報告攻城情況。宋希濂便趁戰鬥的間隙，驅車前往楊堌集，去見兵團總司令，向他報告攻城情況。
薛嶽連續十餘日不捨晝夜，指揮兵團作戰，臉龐較以前更加清瘦，但並無倦容。雖然天氣很熱，他仍然戎裝整齊，保持將軍威儀。宋希濂一到，他立刻起身相迎，緊握着宋希濂的手，對他連日來取得的戰果大加讚揚。
宋希濂向薛嶽報告了蘭封城失守經過以及攻城情況後，薛嶽憤慨之情溢於言表：“桂永清身爲一軍之長，卻不爲會戰全局着想，只爲自己打算，行爲實在可恥。緊要關頭，擅自將所部撤走，也與臨陣脫逃無異。這種人簡直連一個普通的戰士都不如。如果軍中將領都像他這樣，還抗什麼日，乾脆把中華國土拱手送給日本人算了。”他停了停，又接着說，“不管他老桂有誰撐腰，我薛伯陵不會放過他，否則我對不起那些在攻城中死去的弟兄！”
隨後，薛嶽又囑告宋希濂，攻城之戰必須速決，否則一旦東線之敵乘機西進，我軍便會陷入被夾擊的境地。
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宋希濂臨走時，薛嶽將他送出很遠，鼓勵他說：“宋軍長，拿出你在上海灘攻打匯山碼頭的威風來，收復蘭封之功，非你莫屬。”
宋希濂回到桂李寨軍部後，天空飄起細雨，氣溫漸漸涼爽，蘭封城郊外，煙塵漸消，村寨城廓籠罩於濛濛雨霧之中。宋希濂擔心小雨久落不止，因爲那樣一來，道路田野將變得一片泥濘，給攻擊部隊前進帶來困難。他顧不得休息，即召集沈、龍兩師長及炮兵營長開會，下達夜攻命令，要求兩師於本晚不惜一切犧牲攻克蘭封，總攻時間定於下午7時。
攻擊部署較白日有所改變：
第八十七師由樑莊、高邵頭，向豆腐營、二里寨、田莊、許樓、蘭封城東門攻擊前進，重點保持在右翼；
第八十八師由許樓西側向蘭封車站、蘭封城西南及南門攻擊前進，重點保持在左翼，並派一部沿城向西警戒三義寨方面之敵；
山炮營以主力射擊田莊、二里寨、豆腐營之敵陣地，以一部（西門）配屬第八十七師，隨步兵躍進，必要時向城垣之敵直接射擊；
重炮營以主力射擊南門及城牆西角，並城內各要點，協同第八十八師之攻擊；
射擊開始時間爲下午7時。
軍長在部隊攻擊時，前往陳孫莊指揮。
傍晚時分，微雨漸止，由於空中陰霾密佈，天黑得很早，將近7時，蘭封城廓已沒入夜色之中。城頭日軍工事裡，幾星燈光從槍眼中透出，猶如山崗墳地中的鬼火，四野一片沉寂。
突然，宋軍的大炮響了，田莊、二里寨等日軍據點首遭炮擊，炮彈爆炸的火光映紅了蘭封城郊。第八十七師在炮火掩護下由城東南發起攻擊。雨後的田野，地爛路滑，但攻擊部隊前進的速度並未因此減緩。第八十七師第二六一旅很快攻克樑莊，繼而向二里寨、田莊進逼，第五一八團已攻抵許樓附近，與日軍激戰。
蘭封城垣已距離不遠。
第八十八師的進展更爲迅速，由於重炮營集中全部火力向南門及城牆西南角猛轟，致使城內之敵一時無法增援外圍據點。蘭封車站被第八十八師一舉攻克。
龍慕韓自知蘭封失守後，他難脫干係，懷有戴罪圖功之心，故不顧敵彈橫飛，親自赴第一線督戰。各級官兵見旅長親臨火線，士氣大振，衝鋒時皆不甘落後，奮勇向前。
龍慕韓見蘭封車站已克，即命部隊準備攜雲梯爬城。不料，日軍又重新組織反攻，蘭封車站又落入敵手。
龍慕韓大怒，即命部隊不惜一切代價，奪回車站。一時間，車站附近喊殺連天，槍聲疾如驟雨，手榴彈與迫擊炮彈的爆炸聲密如聯珠。火光中，中日兩軍步兵往返肉搏，敵騎兵縱馬橫衝直撞，戰鬥極爲慘烈。
龍部三次攻入蘭封車站，又三次被敵奪回，龍慕韓見部隊被阻於鐵路以南，無法前進，焦急之間，拔出手槍，要率師預備隊向車站硬衝，被參謀長勸住。
激戰至10時左右，龍部終於將蘭封車站確實佔領，部分官兵已衝至南門花園附近。龍慕韓遂命預先組織的“爬城隊”，分成數批，逐波前進，直薄蘭封城下。
爬城隊分數人一組，士兵身背馬刀，腰插短槍、手榴彈，擡着雲梯，在火力掩護下向城牆靠近。
日軍隨即發射照明彈，將城外開闊地照耀如同白晝，同時組織火力，向攻城部隊猛烈掃射。
在敵人密集的火網下，爬城隊士兵在衝鋒中途接連倒下，最後只有三個組越過護城溝，衝至城下。三架雲梯先後依牆豎起，身手矯健的士兵迅速爬城，但一架雲梯被牆上日軍投下多枚手榴彈炸斷，爬至雲梯上端的士兵隨梯倒落摔死。
另兩組士兵雖有數人爬上城頭，但由於勢單力薄，雖揮刀與敵作殊死拼殺，終於全部犧牲。屍體被日軍從城上扔下，雲梯也被炸燬。
這次爬城衝鋒，第八十八師投入3個排100餘人，除少數傷兵於火線爬回外，其餘全部壯烈犧牲。
龍慕韓見爬城失敗，急命重炮營再向城區轟擊。同時命爬城隊分成幾個梯隊，前仆後繼，逐次前進。
這次衝鋒比第一次有所進展，由於日軍在龍師炮火壓迫下，無法進行有力還擊，爬城隊百餘名士兵得以衝過護城溝，將十來架雲梯靠上城垣，士兵們冒着彈雨奮勇攀登，終於有數十人爬上城牆，在丈餘寬的牆頭上與敵展開肉搏。
城牆上，中國士兵大刀生風，高聲喊殺，日本士兵刺刀閃閃，哇哇怪叫，刀槍相格，血沫四濺，不斷有屍體滾落城下。日軍頑強抵抗，一面迅速增補兵力，圍攻登上城牆的中國士兵，一面在南、北兩端以交叉火力阻止攻城部隊增援。由於己方士兵在城頭與敵血戰，龍部山炮營無法再進行射擊，而後續部隊又被敵濃密火力所阻，無法增援，結果已經登上城牆的數十名士兵在與敵做殊死搏鬥之後，全部爲國捐軀。
這之後，龍慕韓命部隊連續發動三次攻擊，但不知何故，重炮營射向城頭的炮彈竟有半數以上未炸，不能充分壓制日軍火力，攻擊均告失敗。
第八十七師攻擊部隊進展維艱，至次日凌晨3時左右，始以重大犧牲攻克田莊，此後便難以接近城垣。
宋希濂見兩師激戰已近一夜，各部傷亡慘重，遂命全軍休息，並確保已攻佔要點。於26日午後10時繼續攻擊。
26日天氣由陰轉晴。入夜，繁星密佈，蒼穹如洗，由於已臨農曆月末，殘月隱匿，四野墨黑。
天黑以後，宋希濂對攻城部隊做了調整，命令兩師在側重攻擊東、南兩門時，增加攻擊點，以分散敵人火力。並命山炮營將數門大炮移至城垣附近，向城牆直接射擊，重炮營則向城內進行散射，以威懾城上守敵。
攻擊開始後，兩師部隊悄悄接近日軍殘餘的外圍據點，進行突襲。至子夜前後，第八十七師攻克二里寨，沈發藻即命炮兵向城垣及東門轟擊，數門山炮一齊怒吼，炮彈全部命中目標，城牆頓時出現幾處缺口。
此刻，重炮營也向城內開炮。一時間，蘭封城內爆炸聲四起，火光沖天。
敵炮未及還擊，沈、龍兩師攻擊部隊便發起衝鋒。第八十七師以主力直搗東門，其餘部隊分成數路，從多處爬城。第八十八師也一舉佔領花園、李莊，掃清城外殘敵，開始爬城。
重炮營仍在向城內射擊，日軍人喊馬嘶，鬼哭狼嚎，清晰可聞。
27日凌晨2時以後，兩師攻城部隊終於打破幾個缺口，第八十八師在西南面爬登了兩處，第八十七師在東面爬登了一處。登上城牆的官兵以刺刀、大刀、手榴彈將日軍趕下城垣後，獲得了立足點。
宋希濂即命兩師向城上增加部隊，擴大戰果。
被趕下城牆的日軍，在城內以迫擊炮向城頭射擊，並藉助房舍及殘垣的掩護，向城牆逼近，發起衝鋒，企圖奪回城頭陣地。但宋軍後續部隊迅速登城，不僅兵力佔有優勢，且居高臨下。經歷了殘酷攻堅戰的中國官兵先是用步、機槍傾泄滿腔怒火，待敵靠近牆根，又將手榴彈如雨砸下，然後，帶着復仇的快感，看敵人血肉橫飛，狼狽逃竄。
日軍再三組織反擊，均被宋軍登城部隊擊退。
凌晨3時許，第八十八師一部衝入城內，與敵展開巷戰。豐嶋房太郎見城已難守，即命一小隊步兵向第八十八師入城部隊猛撲，以掩護主力部隊向北撤退。
經過短時間的激戰，日軍一小隊步兵數十人全部被擊斃。
豐嶋率部出北門後，折而向西，往三義寨方向逃竄，被第八十七師發現，沈發藻當即命一個團繞至北門外，向潰敵追擊，結果打着了日軍的後尾，斃敵數十人，並繳獲槍械數十支，軍馬10餘匹。後來，該團團長將-匹慄殼色高大雄健的軍馬送給宋希濂。在蘭封會戰後期，宋希濂經常在軍中乘騎這匹軍馬。一些軍官開玩笑，把這匹“馬俘”叫做“土肥原”。
至此，淪入敵手的蘭封城，歷經三日血戰之後，逐告克復。
天明之前，宋希濂便將收復失地的消息分別電告蔣介石、程潛及薛嶽。
程潛接電後，命第八十八師師長龍慕韓爲蘭封城防警備司令。宋希濂即將此令轉達龍慕韓，並命第八十七師於蘭封東側集結，第八十八師進駐蘭封。兩師均派一部打掃戰場，主力準備爾後之作戰。
27日凌晨，中**旗重又飄揚於蘭封城頭！