吕公良亲自抵达明月店前沿炮兵阵地坐镇指挥，凌晨5时30分，9门师属山炮同步开火，炮弹精准砸在河堤伪军阵地。
伪军营长刘二狗站在河堤碉堡内向日军大队长平野勇报告战况，语气慌乱：“平野太君，国军炮火覆盖河堤，我部伤亡持续增加，河堤壕沟多处坍塌，请求日军中队下堤支援！”
平野勇手握指挥刀，冷声道：“治安军坚守河堤，皇军步兵中队驻守高地，等国军渡河一半再发起突袭，现在绝不能分兵！”说完传令日军机枪中队全部登上河堤制高点，等候国军步兵暴露在河滩开阔地时集中射杀。
1营1连率先冲至沙河浅滩，刚涉水推进十余米，河堤高地日军重机枪骤然开火，河滩无遮蔽物，多名战士中弹落水。
迫击炮排的将士们迅速调整射击诸元，炮弹精准命中伪军机枪阵地，河堤上伪军火力瞬间减弱。抓住火力间隙，三个步兵连快速冲上河堤下层壕沟，与伪军展开近战，伪军治安军训练稍强，依旧依托壕沟拼死抵抗，双方投掷手榴弹对轰，河滩与河堤之间硝烟弥漫。
上游2营抓住战机，4连、5连趁着炮火掩护涉水渡河，悄无声息摸到明月店西北村口，迅速构筑阻击阵地。驻守村口的伪军1个排猝不及防，全部被缴械，两条对外交通要道彻底被国军封锁，日军、伪军再无向外突围、求援的通道。6连以及机枪连登上北岸高地，重机枪居高临下扫射河堤高地日军，压制日军碉堡射击孔，日军步兵无法探出身子射击。
外围防线彻底失守，平野勇再也坐不住，派出2个日军步兵中队从河堤高地向下反扑，试图夺回河堤下层壕沟。1营与渡河完成的2营形成交叉火力，迫击炮、重机枪、掷弹筒层层拦截，日军冲锋队伍成片倒地，数次反扑全部失败，残余日军只能缩回河堤高地两座碉堡固守。
3营立刻发起总攻，9连工兵排携带爆破筒、炸药包抵近碉堡，先以迫击炮轰击碉堡基座，随后工兵贴身安放炸药，两声巨响过后，两座河堤主碉堡墙体崩塌，堡内日军尽数毙命。7、8连顺着河堤通道冲入明月店镇内，逐巷清剿躲藏房屋内的日军残兵。
战至上午10时，明月店伪军550人战死93人、被俘382人，剩余士兵四散逃亡；日军第3大队伤亡390余人，大队长平野勇腿部中弹，仅剩300左右残兵困守镇中心关帝庙，完全失去机动反击能力。
两路主攻部队激战之时，87团团长2500人驻守两镇中间官道，团长李培芹 上校按照吕公良战前指令展
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