儘管孫百里和幾個師長都承認日軍的防禦工事比較堅固，但是卻無一例外地對突破日軍防線抱樂觀態度，實際上是大大低估了對方防禦的強度，最終把這場戰鬥演變無法達到預期目的、曠日持久的消耗戰。
自從十九路軍攻佔南昌以來，在這一方向上沒有爆發過大規模的戰鬥，因此日軍有十幾個月的充裕時間加強防禦，他們精心選擇地形，構築了一整套比較完整的防禦體系。日軍的防禦體系由三個陣地組成：第一陣地縱深約八百米，包括三條塹壕以及支撐點、交通壕和混凝土掩蔽部；第二陣地在第一陣地後三公里，有兩條塹壕和支撐點，第一、二陣地之間還有一箇中間陣地；第二陣地後面三公里處是第三陣地，完全依託藏山磯、香山、馬當和長山山體構築，整個防禦體系縱深達到八公里。日軍還構築了深達十米的地下坑道網，其地下工事的出入口都隱蔽在村莊和附近的樹林中，難以被發現。整個陣地從低到高修築在山坡上，對軍隊的行動一覽無餘。工事內配備完善，有野戰廚房、戰地醫院等，儲備了豐富的彈藥和食品。坑道網內採用電燈照明，由專用的柴油發電機提供電力。日軍的每道防線前面都佈滿了縱橫交錯碟樁和帶刺鐵絲網組成的障礙，並且埋設了大量的地雷。日本人通過不辭勞苦的努力，把馬當要塞變成一道堅不可摧的要塞。
1941年6月10日，孫百里以暫編第27師爲先導，暫編第一師爲後衛，在重炮旅的支援下，向景德鎮日軍發起攻擊。
駐守景德鎮的日軍第15師團一個旅團早已經知道軍隊的動向，在攻擊發起前的兩個小時井然有序地從景德鎮向北撤退，並且非常從容地把沿途的橋樑逐一破壞掉，然後加入馬當要塞守軍的行列，使孫百里各個擊破的計劃落空。
孫百里不得不一邊修路，一邊向馬當要塞推進，好在此時已經梅雨季節，天空中濃雲密佈，能見度極低，非常不利於日軍航空兵活動，沒有遭到轟炸機的騷擾。
兩天之後，攻擊部隊抵達馬當外圍日軍第一道防線前，開始在當地民衆的支援下構築出發陣地，並在預定發起攻擊的地段集結兵力。但是，當軍隊向他們的前沿陣地移動時，日軍在望遠鏡中看得一清二楚，他們差不多估計到了對方開始進攻的日子，因此早就做好了準備，雙方都懷着緊張的心情等待着那一天的到來。
6月15日，長江南岸雷鳴般的炮聲打破了清晨的寧靜，軍隊隱蔽的炮兵羣對日軍陣地開始了長達半個小時的大規模炮擊：空前猛烈的炮火使日軍陣地頓時陷入一片硝煙和火海之中，地動山搖，不時有掩體和障礙物飛上天空。日軍表面陣地上早已空無一人，因爲在這樣猛烈的炮擊下，沒有人能夠倖免，即使沒有被密如雨織的炮彈直接炸死，也早已被此起彼伏的劇烈爆炸震死。此刻，日軍士兵早已鑽入深深的地下工事，安全地躲避着傾瀉而下的炮彈，擔負偵察和監視的日軍則利用潛望鏡在工事裡觀察軍隊的動向。
上午7點整，軍隊的炮火開始向後延伸，硝煙在晨風的吹拂下漸漸散去，經歷了猛烈炮擊的日軍前沿陣地上死一般地寂靜，誰都知道，這是大戰前的平靜，是拼死廝殺即將開始的信號。這時候，日軍陣地前沿碟絲網被炸得七零八落，大部分掩體已不復存在，塹壕和第一陣地的交通壕被夷爲平地，第15師團司令部和前沿陣地之間的通信系統也被摧毀，形勢似乎對軍隊非常有利。然而，日軍地下工事基本完好無損，人員的傷亡也微乎其微，更要命的是日軍已從潛望鏡中發現軍隊的動向，士兵們全部蹲在坑道口，準備佔領表面陣地，當軍隊的炮火向後延伸，日軍立刻從地下工事中傾巢而出，他們把沉重的機全都搬上陣地，迅速地挖好掩體，把黑的口指向陣地前的開闊地帶，居高臨下地準備射擊。
7點10分，三發紅色信號彈騰空而起，刺破濃密的烏雲，緩緩消失在日軍陣地的縱深處，緊接着，軍隊的出發陣地上響起輕重機密集的射擊聲和迫擊炮接連不斷的爆炸聲，無數人影跳出戰壕，吶喊着向日軍陣地衝去。
“弟兄們，跟我上！”李勇大喝一聲，然後一躍而起，跳出戰壕，在他的身後，全連兩百多名戰士迅速跳出戰壕，緊緊跟了上來，在他們的左右兩翼，另外兩個步兵連也排成攻擊隊形，快步向前推進。
由於前幾天剛剛下過一場大雨，土壤鬆軟不堪，士兵的皮靴很快就沾滿了泥土，並且不時深深地陷入泥濘之中，需要耗費很大的力氣才能夠拔出來。
李勇用力拔出一隻腳，懊惱地把粘在靴子上的泥土甩開，然後回頭打量自己的隊伍。由於每個士兵揹着一百二十發子彈、兩顆手榴彈、工兵鏟、防毒面粳頭上戴着鋼盔，身上穿着沉重的防彈衣，再加上步的重量，每人負重達到二十多公斤，這個重量在平時沒有多大問題，但是在泥濘的土地上就變成了致命的問題——士兵們不但步履緩慢，而且不時摔倒在地面上，根本無法保持完整地攻擊隊形。
李勇穩住身體，對從身邊經過的戰士們聲嘶力竭地叫喊着：“放慢速度！保持隊形！”
戰士們在他滇醒下放慢了前進的速度，在留心腳下的同時，時刻觀察着戰友的位置，使連隊保持了較好的攻擊隊形。然而，其他兩個連隊沒有意識到這個問題的嚴重性，數百名士兵跌跌撞撞地向前狂奔，雖然位置超出李勇的連隊許多，但是隊形卻非常混亂——有的地方空無一人，有的又亂哄哄地擠在一起。在距離日軍陣地一百多米遠的時候，他們連續踩響十幾顆地雷，沉悶的爆炸聲中，數十名士兵倒在潮溼的土地上，沒有死去的士兵痛苦地着。這時候，日軍炮火進行第一次齊射，密集的炮彈頓時覆蓋了陣地前沿數千平方米的地域，成片的士兵倒了下去，緊接着，日軍輕重機一齊開火，密集的子彈像一把鋒利的大鐮刀，頃刻間就把士兵像割麥子一樣成羣地掃倒。
“臥倒！”李勇大吼一聲，撲到在地面上，然後端起衝鋒，向對面連續點射，戰士們也紛紛臥倒在地，用手中的武器猛烈射擊，全力壓制日軍火力，增援友軍。與此同時，炮兵羣瞄準剛剛出位置的日軍火炮連續射擊，將其完全壓制住，而出發陣地上的輕重機則瘋狂掃射，密集的子彈呼嘯着從戰士們的頭頂上飛過，把日軍工事打得泥土四濺，阻擊的火力稍微減弱了一些。
“弟兄們，衝！”李勇站起身來，向前狂奔而去，手中的衝鋒噴射出密集的子彈，在接近雷區邊緣的時候，他再次撲到在地面上，然後頭也不回地高喊道：“爆破組，排雷！”
八名戰士應聲而出，快速向雷區爬了過去，然後用手中到測器搜尋地雷的蹤跡。這時候，左右兩翼的攻擊部隊在日軍的猛烈阻擊下傷亡慘重，殘部被對方的火力壓制在陣地前沿，動彈不得，如果中間也不能取得突破的話，這次攻擊將無功而返。
日軍也意識到中間的威脅，集中了十幾挺輕重機，瘋狂掃射排雷的士兵，密集的子彈在戰士們四周的地面上留下同樣密集的彈孔，戰士們的臉上、身上滿是飛濺起的泥土，但是他們絲毫沒有理會近在咫尺的死亡威脅，一米一米地向前開闢通道。
李勇在指揮身邊的機手和榴彈手全力掩護的同時，焦急地注視着爆破組。突然，最前面的兩名戰士腦袋一歪，斜躺在地面上，後面的戰士毫不猶豫地爬了上去，接過戰友手中到測器，繼續前進。然而，日軍的火力越來越強，直到最後一名戰士犧牲，距離雷區的邊緣還有十米遠。
眼睜睜地看着自己的戰士犧牲在面前卻無能爲力，李勇胸中燃起萬丈怒火，雙手一撐地面，高高躍起：“弟兄們，拼了！”然後狂吼着衝殺過去。
戰士們丟掉沉重的工兵鏟和防毒面粳迎着日軍密集的彈雨衝了過去，前面的倒下了，後面的立即跟上，半自動步和榴彈猛烈還擊，後面的戰士則連續投擲手榴彈，在日軍陣地前沿掀起陣陣濃密的煙霧。
李勇沿着爆破組開闢出來的道路一路衝殺到日軍的戰壕前，奇怪的是，竟然沒有踩到一枚地雷，也沒有被一顆子彈擊中！
戰壕裡面的日軍機手，看着逐漸逼近的李勇，手忙腳亂地把裝滿子彈的彈匣往機上插，可是怎麼也插不上去，情急之下，把手中的彈匣用力向已經近在咫尺的李勇扔了過去，然後俯身去撿地下的步，可是手還沒有摸到身，背上就多了三個黑乎乎的血洞，一頭栽倒在戰壕裡面。
李勇跳進戰壕，向左側衝殺過去，密集的子彈從打得通紅的管裡面噴射而出，連續掃倒七八名日軍之後，他把身體往戰壕上一貼，奮力甩出一顆手榴彈，趁機把打空的彈匣換了下來。
然而，他剛剛站直身體，幾顆子彈穿過濃密的硝煙，準確地打在胸口上，他在劇痛之中仰面摔倒，鋼盔重重地砸在一塊石頭上，眼前一黑，失去了知覺。