原來，十五軍三個師中雖然只派出了第94師對付第6師團，但其余兩個主力師也沒閑著，在這段時間里，他們經晉察冀邊區的坎坷山路神不知鬼不覺地一路北上，與115師主力部隊會師後合兵一處後總兵力頓時暴增至十萬余人，隨即直插日軍第16師團背後並迅速展開，等到中島今朝吾發現的時候，第16師團已經被超過其4倍的優勢兵力三面包圍，而且比被圍在定縣的第6師團更不利的是，他們是在毫無掩蔽和防護的大平原上被圍，甚至連工事也沒來得及修築，結果就可想而知了
為了不給敵人修築工事固守待援的機會，組成還不到2天的華北總前委幾乎是立刻就向參戰的三個師下達了發起總攻的命令，115師一個團長詢問師長「我們團是主攻還是佯攻？」，的命令立刻響徹全軍，「有這麼多部隊，還要分主攻佯攻嗎？全都給我往死里打！」
雖然重炮旅、乃至所有的野戰炮都因為進山不易而被胡衛東調去石家莊沿平漢線北上配合94師作戰，但兩百多門山炮和更多迫擊炮所能提供的火力已經超過日軍第16師團兩倍有余，而數量過百、以至于看上去黑壓壓一片的機群更是沉重打擊了日軍的士氣
「支那人怎麼有這麼多飛機？我們的航空隊呢？小心炸彈，快臥倒！啊！軍醫。//網免費電子書下載//軍醫在哪兒？」，第一次遭遇到這麼大規模空襲的鬼子陷入到前所未有的恐慌之中，而當十五軍與八路軍炮兵一共上千門各式火炮向其發起幾乎連續不斷的猛烈炮擊之後，對此毫無心理準備的日軍就更是士氣暴跌，原以為要血戰一場的十五軍與八路軍指戰員幾乎沒有遇到太大阻力就將這兩萬多日軍精銳徹底打垮了，興高采烈地抓著戰俘的老戰士們恍惚間仿佛回到了昔日的國內戰場
「沒想到小鬼子這麼不經打也對，我們當初在豐台繳獲的75mm炮彈這一戰已經幾乎全都打光了。還額外搭上了那麼多迫擊炮彈，再加上空襲消耗的彈藥和航空汽油，這麼大的代價要還消滅不了鬼子一個師團。那才奇怪」，胡衛東先是驚訝，瞬即便釋然地想道。
在不到一天時間內。十五軍與八路軍115師主力攜手合作，將日軍一個幾乎滿編的常設師團全部殲滅，合計斃俘日軍兩萬四千余人，師團長中島今朝吾中將死于亂軍之中，僅有一些病號因為沒有隨軍出征幸免于難，其中俘虜日軍的數量更是達到了前所未有的一萬五千多，這對于一直鼓吹武士道精神的日本陸軍部來說。無疑是一記響亮的耳光。而此役中隊的總傷亡才區區八千余人，數量之少同樣出乎包括胡衛東在內所有人的意料，這次戰役的結果以雄辯的事實證明了中隊只要獲得了制空權，在兵力與火力都強于鬼子的前提下，完全有能力與鬼子進行大兵團作戰。胡衛東第一次覺得自己在蘭州會議上的預測過于謹慎。「真想不到我軍的實力現在已經這麼強了」
發現自己對抗戰形勢的預料過于謹慎之後，胡衛東決定讓兵工廠提前開始研制作為主力壓制火炮的122mm加農榴彈炮，模板為w86式122毫米牽引榴彈炮，使用底凹增程彈的射程超過20公里，而且具備360度環射能力，這一jihua在不久之後開始並很快獲得了成功。但批量生產還要等到38年的下半年，而它大量裝備部隊則要等到1939年了…,
當然，這些都是後話，且說被圍定縣的谷壽夫本就已經是驚弓之鳥，在得知第16師團覆滅的消息後更是驚慌失措，擔心自己也步中島今朝吾後塵的谷壽夫竟然率領手中為數不多的精兵連夜出城突圍，而炮兵、輜重兵等jishu兵種與非戰斗人員和傷病員則都被丟在城里成了炮灰。由于事先沒有預料到鬼子會拋下戰友以小部隊突圍，94師圍城部隊一不小心吃了點虧，還真被谷壽夫等一千余人沖了出去。然而，94師上有飛機偵察，下有汽車代步，還有坦克裝甲車突擊開路，谷壽夫又能逃出多遠？
結果次日下午這伙鬼子就被追上，在裝甲部隊的沖擊下，已經不足千人的鬼子根本無力抵擋，很快就被消滅得干干淨淨。值得一提的是，幾乎每個人事先都以為會頑抗到底的屠夫谷壽夫眼見已無生路，居然跪地乞降。見到這匪夷所思的一幕，幾個之前還在拼死保護他的鬼子低級軍官和鬼子兵無法接受這個事實，當場就羞憤地切月復自盡了
「這個，我們該怎麼辦？」，一個戰士有些猶豫起來，雖然上面的命令是不留俘虜，但這畢竟是一個鬼子中將啊，活捉一個鬼子中將，說起來多威風啊！
「你忘記定縣被殺的那些鄉親們了嗎？」，十五軍裝甲旅坦克一團團長杜陽怒目道。在包圍定縣期間，外圍部隊陸續發現了一些居民已經被屠戮一空的村子，據不完全統計，遇害人數超過了五千人，大家這才知道軍長戰前所言非虛，日軍第6師團果然是不折不扣的禽獸部隊。現在罪魁禍就在眼前，大家又如何能夠寬恕？
「殺了他！殺了他！」，一個個中人自發地發出了憤怒的怒吼，而面如土色的谷壽夫滿臉都是汗水，嘴里不停地叫道，「我投降！我要求符合日內瓦公約的戰俘待遇！」
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