按照预定计划，李方带一营绕到城南破坏铁路。王震林率团主力一路向北，首先消灭据守车站的日军，把城内的鬼子引出来打，并相机夺取城池。王劲夫指挥三个县大队在城东伺机用绳索爬城夺取东门。如果敌人不出来，我军就在9时整强攻县城，部队将从南、北、东三面发起进攻，借此分散敌人的兵力让他顾此失彼难于防守，主攻方向定在北门。
二营带四门步兵炮负责攻取车站。三营加强全团的炮兵负责夺取北门，他们刚在城北四百多米的地方埋伏好，二营那边就打响了。元氏火车站上有一南一北两个大碉堡，碉堡分上下两层，可以360度射击，二营一连刚迫近车站南侧就被鬼子发现了，轻、重机枪从碉堡和站台的房子里向外猛扫，二营主力被压在麦田里抬不起头来。营长许贞马上命令炮兵清除敌人的火力点，四门步兵炮立即开火，登时将南面的碉堡和站台上的重机枪打掉，一连冲上去用刺刀、手榴弹扫荡残敌攻占月台。北侧的碉堡还在拼命射击，站台上的残敌也溃退到那里，日军指挥官呼叫城内主力出城支援。许贞并不急于把碉堡拿下来，他要留着这只饵来钓城里那只鳌。如果很快消灭了这股敌人，城内日军没了救援对象，也就不出来了。
日本人果然讲义气。很快，城内的鬼子就出动了。二百多日军在两辆铁路装甲巡逻车的掩护下沿铁路两侧向车站扑来。如果他们知道将面对多少八路军主力，就不会如此莽撞了。三营营长刘桂武命令部队将这伙敌人放过去，他知道凭这点儿日军无论如何也夺不回车站，他要等敌人的后队出来，敌人出来的越多县城就越容易夺取。
出城的日军凶狠地反攻车站，完全是一种进攻姿态，看样子他们张狂惯了，根本没搞清楚对手是什么人实力有多大。许贞此时决定收拾最后一个碉堡，他用三个连迎击鬼子援军，一连和两门炮攻击碉堡。他亲自将步兵炮推到距碉堡不到三百米的地方，敌人的机枪弹打得火炮防盾铛铛直响，子弹无法穿透5毫米的钢板，却击中了跟在后面的弹药手。许贞气急了：“狗娘养的，不投降，爷爷送你回东洋老家。”话音未落一炮打去，将碉堡南侧打了一个一米多的大洞，两门炮一炮接着一炮，直到把碉堡炸塌才算完事。
日军的装甲车用57毫米炮向站台轰击，探照灯开得雪亮，航向机枪跟着灯光扫射，车子轰轰隆隆杀进车站。二营教导员徐冠华用三个连的机枪阻断鬼子步兵，两门炮攻击装甲车，在不到一百米的距离内，步兵炮与装甲车几近肉搏，不同的是我军在暗处日军在明处，步兵炮直射一炮中的，把装甲车打得稀烂。鬼子步兵一看不是路，转头就跑，想撤回城内防守。
刘桂武左等右等不见鬼子后队出来，前队又想缩回城去，他没办法只好下令开火。三营在暗，日军在明，溃军立刻成了靶子。我军四百多人，三、四条枪瞄准一个目标打，一轮齐射后，铁路两侧瞬间布满了日军尸体，这情景在火光之下显得十分诡异，这些人至死也没看清楚是谁向他们开得枪。刘桂武没心思欣赏这一切，他的部队和二营一起在十几门火炮、二十几支掷弹筒的掩护下进攻北门，城内的敌人不多了，组织不起有效的抵抗，城墙上又没有城门，防御登时土崩瓦解。部队杀进城去，只要碰上带枪抵抗的日本人一律格杀勿论，遇到女人孩子倒是留了她们一条生路。王震林命警卫员打三发红色信号弹，告诉李方、王劲夫一切顺利，让他们立刻行动。此时，城东的地方部队组织突击队乘乱越过没水的护城河，用带飞狐爪的长绳钩住城垛，攀上十几米高的城墙，解决了二十几名日本人，放下吊桥打开东门让部队冲入城来。穿便衣的日本护路队拼死抵抗，王劲夫的六百多人人多势众将残敌压向西门。一营看见信号弹也发起冲锋，我军三路突击势不可挡，日军守备队长剖腹自杀，残部开了西门落荒而逃。元氏县县大队穷追不舍，复仇的火焰燃烧着每一个游击队员的心。现在是为在4.29大扫荡中死难的乡亲们报仇雪恨的时候，几十个鬼子被二百多游击战士追的上天无路入地无门，黑夜里又分不清道路、水塘，在惯于夜间游击的中国战士的追逐下死伤殆尽，雷自忠狂追十几里方才收兵。