一连打退了日军的二次进攻后，井出宣时见此处支那守军火力凶猛，应该是王牌军队，便命令第六旅团的旅团长伊佐一男少将领着一个联队日军，向水西门和下关方向发动攻击。从早上直到傍晚南京城的水西门城墙和集庆门城墙处都受到了日军的攻击，连三十六师的阵地也有日军一个大队前来攻击。
到了傍晚，王海涛见时机已到，一声令下，在清凉山炮台的十二门德式一五零重炮和在集庆门城内的十二门一五零德式重炮同时对日军第九师团发起了炮击。第一目标就是第九师团的第九山炮兵联队。二十多门一五零重炮没费什么劲就把第九山炮兵联队全部歼灭了，然后目标转向了第九师团的步兵。
这时井出宣时才知道自己上当了，支那人有如此多的重炮和部队，完全可以把自己阻拦在西善桥以南，而现在摆明了就是要重创自己的第九师团。明白了这点，井出宣时连忙下令全体集合，向来时的方向撤退。
当第九师团聚在一起之后，只有一个半联队的人马了，井出宣时连忙领着这些日军向西善桥方向撤退，可是这时水西门和集庆门二处城门大开，水西门冲出来的是教导总队二旅四团，集庆门冲出来的是教导总队一旅二团和九十军装甲团、警卫团一个营。下关方向三十六师也派出了最精锐的一个团夹击日军。
日军边打边撤，中国军队齐心协力边打边冲。晚上十一点钟的时候，几支中国军队终于把日军第九师团剩下的二千余人给包围在了油坊桥以北的地方，日军第九师团余部结成了一个圆型阵地，一边阻击中国军队的进攻，一面向一零一师团求援。
面对日军疯狂阻击下的圆型阵地，教导总队发起了二次攻击，都被日军击退，还造成了不少死伤。在这样的情况下，九十军的装甲团开了上来，后面是警卫团的一个营。装甲团以十五辆重型坦克开道，后面紧跟着二十多辆轻型坦克车，之后是做为掩护的二十多辆轻、重型装甲车，而警卫营的官兵就在这些坦克车和装甲车后面随着战车同时向前。
坦克和装甲车上几十道光柱把日军阵地照的亮如白昼，日军的轻重机枪以及有限的几门火炮在重型坦克面前毫无用处，反而被坦克上的坦克炮把这些火力点一一摧毁。至于敢冲上来的人肉炸弹全部死于掩护的警卫营官兵和装甲车的车载机枪手中。
在阵地外关注着装甲营出击的桂永清将军这才看明白了几分步坦协同是怎么回事。也看清了这些坦克和装甲车的威力，和它们相比，自己当成宝贝的十几辆战车简直就不值一提。装甲营已经如同热刀切黄油一般的杀入了日军阵地，所经之处如入无人之境。
在装甲营突入日军阵地之后，教导总队和三十六师的部队也发起了冲锋，日军再也难以抵挡中国王牌军队的突击，纷纷向核心阵地撤退。天快亮时，装甲营冲到了日军核心阵地前，在这里日军纷纷跳出战壕，举着炸药包和手雷冲向坦克车。
在武建周的指挥下，坦克车全部停下了，装甲车上的轻重机枪和警卫营官兵手中的枪支无情的把子弹射向了冲上来的日军士兵。而坦克上的坦克炮对着日军的核心阵地打出了齐射，十几轮炮击后，硝烟中再也看不到冲上来的日军士兵了，坦克炮这才停止了射击，后面的步兵却潮水一般的涌了上去。
天光大亮后，阵地上再也看不到一名能站着的日军，桂永清等人在几名战士的带领下来到了核心阵地的一处弹坑前，这里本来应该是一处掩体工事，却被坦克炮完全摧毁了，弹坑周围横七竖八的倒着十来具尸体，从军服上看，这里有一位中将，二位少将，二位大佐，应该就是日军第九师团的几名最高指挥官了。
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