很快,吕世清手持调令面见黑木,以探望旧主为名,请求在赴任便衣队前见吕英一面。黑木没有起疑,安排他前往张治平住所。与此同时,山下聪与村田正在部署进攻吕家寨的计划:先派骑兵侦察八路军主力动向,发现目标立即包抄,同时调动重炮战车支援攻坚。恰在此时,日军旅团部通报115师独立团进入围剿区域,村田立即下令展开搜索歼灭行动。
周密向刘柏松提出作战方案,建议部队休整至下午四点后,由二、三中队将敌军诱至松山峪山区,一中队伪装成独立团向白石村方向佯动。刘柏松认为部队需要更多休整时间,没有采纳。突然前线急报日军已进攻吕家寨和张家庄,刘柏松当即下令全体紧急集合,火速奔赴战场。
另一边,吕世清突然造访张治平住所,假称受张父与吕世才之托前来探望,言语间试探性地劝说吕英随张治平返回吕家寨。就在吕英犹豫不决时,张治平推门而入,佯装热络地招呼吕世清,借递烟之机敏锐注意到对方腰间的配枪与证件。

张治平故意将话题引向抗日,吕世清果然中计,假意劝诱张治平投共。张治平当即拔枪将其击毙,随后命人将尸体抬至黑木与小野处,怒斥吕世清以策反为名行试探之实,直至击毙后才发现其便衣队身份。黑木等人并不知晓吕世清实为山下聪所派,被张治平逼真的表演震慑,只得连连致歉,设宴赔罪以平息事态。
当夜,八路军按计划发起突袭,迅速攻占城楼与城门,分兵袭击警备团驻地、警察局、日军营房及军火库。张治平趁机施展连环计,佯装拼死保护小野等日军军官,成功博取其信任。激战过后,城内日伪军几近全歼,八路军缴获大批军火,满载十余辆大车的武器弹药与军用物资凯旋而归。
黑木匆忙赶到日军指挥部,向山下聪和村田汇报战况请求增援。山下聪不甘放过挺进支队,决定集中现有兵力发动最后总攻。日军炮兵向八路军阵地发射毒气弹,黄色毒雾在山间弥漫。刘柏松和周密指挥部队坚守阵地,继续作战。

刘柏松率领预备队冲入前线阵地,刺刀在硝烟中闪着寒光,敌我双方在狭窄战壕里展开惨烈白刃战,鲜血浸透了黄土。同一时间,周密指挥卫生员抢救中毒倒地的战士,因将面罩让给重伤员导致自己肺部受损,在剧烈咳嗽中仍坚持组织伤员转移。
村田见久攻不下,下令部队撤退,转而调集兵力围剿崮城县附近的八路军主力。山下聪提议以少量精锐部队实施迂回突袭,得到村田同意。此时四中队已成功突破围剿,刘柏松看着尸横遍野的战场,心中不甘武器装备永远落后日军。国民党二十七师师长齐梦龙率领残部前来,直言他们防区被日军侵占损失惨重,不得已来到八路军防区暂作调整,队伍中还有许多妇女儿童。周密了解情况后,决定让齐梦龙暂时安顿在松山峪,自己则率部返回白石村进行防御。