3月3日傍晚，经过两天的艰苦行军，二营终于在暮色苍茫之中抵达了牛庄城郊。
暮云低垂，夜幕渐深。牛庄的方向火光冲天，将天幕映照得一片通红。爆炸的闪光已经清晰可见，轰轰隆隆的炮声犹如巨雷滚动，滞重沉闷而渐行渐远，一切都在表明牛庄的战事正到了节骨眼儿上。
按照日军大本营的计划，牛庄战役是由第三师团配合第五师团完成，但由于在前期的海城战役中第三师团受到了较大的挫折，桂太郎中将从内心中还是想独得这份儿功劳，以期挽回一些面子。因此即使兵力稍显不足，他还是派出了有着“魔鬼”之称的大岛义昌少将指挥的第九混成旅团。这个旅团的战斗力相当的强，平壤战役就是他们首先攻进平壤城内的，但该旅团由于连续作战减员也很厉害，现在充其量也不过六千多人。
大岛义昌是日军少壮派的代表，一向深得桂太郎的器重。他不但以勇猛凶悍著称，同时还嗜血如命，喜欢玩刀劈人头的游戏，被同僚们称为“魔鬼”。他屡屡对陆军第二军在旅顺灭绝人性的大屠杀赞美不绝、津津乐道，曾几何时还在得意洋洋地幻想着攻破牛庄城后，作为占领者耀武扬威，烧杀掳掠的情景。他信誓旦旦，要亲手把牛庄变成第二个“旅顺”。
本来按照历史的记载，2月28日，日军第三师团由海城分路进犯鞍山、牛庄，依克唐阿（海城战役时调至西线）败退辽阳，日军切断了牛庄与辽阳的联系。
3月3日，日军兵临牛庄城下，清将魏光焘、李光久急忙率军由海城以西回援。3日夜间，日军从东、南两个方向逼近牛庄。
3月4日凌晨，日军向牛庄发起攻击，在一整天的激战中，清军先后打退了日军的十余次进攻。4日黄昏，在日军炮火的猛烈轰击下，日军攻入牛庄城内，经一昼夜激烈巷战，清军毙伤日军近四百人，自己也付出了伤亡高达三千人的代价，牛庄失守。
可现时的情况却因冯华他们的到来，再次发生了改变。由于桂太郎中将和大岛义昌少将抢功心切，几乎所有的战斗进程都比历史的记载提前了一天。当李九杲率领二营到达牛庄城郊时，正是日军突破牛庄东城防线，攻入牛庄城里的那一紧要关头……
战斗从凌晨开始已经进行了一整天，攻守双方都付出了极大的代价，只是守城的清军在日军优势炮火的攻击下伤亡更惨重一些。
黄昏时分，日军对牛庄城发动了更为猛烈的进攻，在三十门大炮的火力支援下，鬼子的攻势就如涨潮的海水，一浪高过一浪。火光闪闪，炮声隆隆，城墙上不时地升起一炷炷浓烟，许多城砖被炮火炸得粉碎，成了虚软的齑粉状，大地也在爆炸声中不停地颤抖。守城的士兵们抱着背水一战的决心，视死如归，前面的倒下去，后面马上就有人顶上来。魏光焘和李光久等人眼见形势危急，也冒着弹雨亲自登上城墙指挥抵抗。
酉时初，南城墙首先被日军炮火轰开了一个缺口，魏光焘一边指挥亲兵和兵勇集中火力阻击进攻的鬼子，一边组织城内百姓用装满泥土的麻包填补城墙缺口。在日军密集的炮火下，守城的兵勇和扛麻包的百姓不断有人被枪炮击中，南城墙上到处都是阵亡的爱国军民。
不久，东城墙又被日军的炮火炸开了一个口子，守城的兵勇在突破口上与日军经过反复争夺，展开了肉搏战，终于抵挡不住日军的猛攻，牛庄东面的城防被突破。攻入了街里的鬼子已经占据了一大片民房。闻讯赶来的提督谭桂林则率领着一队清军依靠房屋院墙，与日军逐街逐屋进行着激烈的巷战。
在争夺天兴酱园的控制权时，谭桂林射光枪膛里的子弹后还没来得及重新装填弹药，一群日本兵已经冲到了面前，他抽出腰刀，与几名卫士一起与鬼子展开了近身搏斗。面对着人数占优的鬼子，他鼓舞着大家：“弟兄们，咱们都是七尺男儿，谁也不能给祖宗丢脸！杀一个够本，杀两个赚一个！”
他双手攥着鱼鳞刀把，与鬼子兵周旋对峙。他的刀锋先向左边虚晃了一下，然后猛地劈向右面的那个敌人，鬼子的脑袋被削掉了半拉，可他的左臂也被另一个鬼子趁虚而入，刺中一刀。鲜血很快就浸湿了袖筒，他来不及包扎，周围的鬼子兵又围了上来，由于寡不敌众，几个卫士先后倒下了，带队的鬼子军官指挥十几个鬼子兵端着枪把谭桂林围困在中间。
日本鬼子看到眼前的汉子是个当官的，企图捉活的。谭桂林看透了敌人的心思，便挥起大刀奋不顾身地扑向敌人，接连斩杀了三名倭寇，无可奈何之下，那个鬼子军官咕噜了一句什么，鬼子兵一起射击，谭桂林身中数弹壮烈殉国。
激烈的巷战杀得天昏地暗，东城的大街小巷到处都是敌我双方阵亡官兵的尸体和被日军大炮炸死的无辜百姓。城里的民房坍塌无数，断垣残壁上弹痕累累，城南、城东许多地方浓烟滚滚，火光冲天，日军的炮火几乎弹弹都可以击中街里的一座建筑。
李九杲先前派出的侦察兵，在远征军前锋到达后不久就带回了当前战场的情报。前面离他们不远的那个村庄叫狼岩寨，看起来好像是日军的一个临时兵站（负责储备、补给和转运弹药物资，治疗伤病员的后勤机构），然而警戒部队似乎还不足一百人。日军的炮兵阵地设在距狼岩寨四、五里外的一个小树林旁，令人感到奇怪的是警戒部队比兵站还要少。
听着侦察兵的报告，李九杲陷入了沉思：兵站和炮兵阵地都是防御能力很差，但却极为重要的部门，为何日军的守卫部队如此之少？如果能把日军的兵站端了，缺少了补给的日军将会不战自溃，牛庄的围自然也就解了。另外，日军的大炮也必须尽快除掉，这些家伙对我军的威胁太大了，青苔峪一战义勇军的大部分伤亡都是它造成的。想到这里，李九杲不由得有些头皮发麻，青苔峪之战中日军凶猛的炮火和一营的伤亡，让他现在还有些心有余悸，也让他第一次真正认识到现代战争不是光凭一时之勇就能取得胜利的。
听着一阵紧似一阵的枪炮声，看着牛庄方向不时升起的一道道烟柱和炮弹爆炸的火光，虽然尚心存疑虑，但李九杲还是很快做出了决定。先派人向后边的冯华报告有关情况，然后向侦察员核实了几个问题后，他果断下达了命令：“牛庄的战事已经到了紧要关头，鉴于当前日军的临时兵站和炮兵阵地防卫力量比较薄弱，我营将兵分两路对鬼子进行袭击。其中，四连长康家森负责解决炮兵阵地，五、六连则由我亲自带领直插村内兵站，攻击时间以四连为准，两地战斗同时打响。”
最后，李九杲又向各连指挥员强调：“这两处地方距离日军的前沿阵地并不太远，日军随时都可能回援。因此这一仗我们必须速战速决，务求在一线日军赶回来之前，消灭敌人解决战斗！如果遇到阻力也不要过多纠缠，一定要在日军主力到达之前撤出战斗……”
其实，日军在狼岩寨本来驻有一个大队的步兵，分别守护兵站和炮兵阵地。可是由于在进攻东城和南城的战斗中，日军有几次眼看就占据了城墙，却又被清军的增援部队给夺了回去。指挥官大岛义昌少将认为只要再增强一些攻击力，加大一点儿压力，完全可以突破清军的城防。因此，在参加会战的第五师团还未到达的情况下，他孤注一掷把预备队全部投入到最新的一次攻击中。他还命令留守狼岩寨的大队，抽出两个中队迅速进入新的预备队位置。兵站只留下两个小队守卫，而守护炮兵阵地的日军更是只剩下了一个小队。
当参谋官提醒他狼岩寨兵站和炮兵阵地的防守兵力过于单薄时，他却很自信地认为，大日本皇军发动辽河平原战役，就是要一举粉碎支那军在关东的最后抵抗。现在我几路大军全线进攻，各地的支那军已经疲于应付，根本不会有多余的兵力增援牛庄，也更没有胆量主动寻找我军作战。况且战役开始前我军的谍报人员已经查清,牛庄地区除了魏光焘和李光久共计11个营五千多人的湘军外,再无别的部队。
他狂傲的对着手下的将领官兵说道：“没有第五师团的配合，我们也有能力把面前的敌人消灭在牛庄，第九混成旅团将会再次成为大日本帝国的骄傲！”
本来按照历史，大岛义昌的分析并不算错。即使兵力不很充足，日军凭着士兵的训练有素和火力上的优势，他确有能力攻下牛庄。可是由于突然多出了一支他还不了解的义勇军，他不但错了而且是大错特错。
义勇军先是在青苔峪歼灭了佐藤联队主力，迟滞了日军第五师团的进军速度，破坏了日军会攻鞍山、牛庄的计划；然后又在顺利击溃青冈敬公联队后迅速驰援牛庄。虽然清军的战斗力差，但守卫牛庄的清将魏光焘、李光久不同于贪生怕死的叶志超、卫汝贵之流，是坚决主张抵抗日军侵略的。牛庄前线双方军力的彼消我长，致使历史逐渐偏离了原来的轨道，大岛义昌也为自己的轻率决定付出了应有的代价。
日军的炮兵阵地设在一片小树林前，它与其前沿阵地的距离并不太远，甚至可以说是在步枪的射程之内，这给偷袭和快速解决战斗带来了极大的困难。大概是日军的注意力全都放在了牛庄方向的缘故，在夜幕的掩护下，四连的战士潜伏到了距离日军几十米的地方，敌人仍然没有发现他们。在炮火的闪光中，康家森看到日军的大炮在小树林的前面摆了一大溜，大约有三十来门，一箱箱的炮弹摆在大炮后面的不远处。他灵机一动，一个主意浮上了心头。
此刻，日军炮兵少佐渡边一郎正一面指挥着士兵们进行射击，一面为大日本皇军炮火的威力兴高采烈，突然一颗不知从哪里飞来的子弹击中了他的胸部，哼都没有哼一声他就回国见天皇陛下去了。而失去指挥的士兵们还没有弄明白是怎么一回事，就被四周飞来的枪弹和手榴弹打得血肉横飞，鬼哭狼嚎，炮兵阵地上顿时烟雾弥漫，爆炸连连。
炮兵遇到近战，可以说是完全束手无策，除了担任警戒的那个日军小队慌乱的进行着反击外，那些炮兵则扔下炮弹乱钻乱跑。一阵密集的排子枪后，又是一堆手榴弹扔了出去，不过这一次的目标是堆在炮兵阵地上的炮弹。一连串的爆炸又引发了一阵更剧烈的爆炸，转瞬间整个炮兵阵地变成了一片火海，担任警戒任务的步兵也被淹没在火海和爆炸之中……
日军炮兵阵地被炸的同时，狼岩寨兵站也遭到了义勇军的袭击。在无声无息地解决掉村外的几个日军哨兵之后，五、六连在李九杲的率领下，从两个方向神不知鬼不觉地溜进了狼岩寨。除了日军兵站的微弱灯光，寨子里一片漆黑，甚至都听不到一声狗叫。李九杲不知道寨子里还有没有村民居住，叮嘱战士们小心行事，不要误伤了百姓。
不知是习惯于清军不主动出击的作战方式，还是知道清军很少打夜战，尽管前方打得热火朝天，兵站里却看不出一点临战的紧张气氛。固定哨兵的警惕性似乎不高，游动哨兵也显得很随意，尤其是瞭望楼上的那个哨兵，大概是上面风高天寒的缘故，一直把脖子缩在衣领里面。如果不是偶尔还能看到他在晃动身体，还真让人以为那是根竖立着的木桩。
已经悄悄地潜伏到距离日军兵站几十丈的地方，鬼子的哨兵还没有发现。炮兵阵地那面的战斗打响后，两个负责消灭瞭望塔上哨兵的战士一齐勾动了扳机，随着清脆的枪声，那个哨兵从塔楼上倒栽葱似的掉了下来。事先布置的狙击手也各找各的目标，以迅雷不及掩耳的速度把那些杵立着的、溜达着的哨兵收拾得干干净净。
五连和六连的突然攻击，一下子就突破了兵站的警戒线。警卫兵站的大多数日军没有来得及展开抵抗，就被尽数歼灭，只有守卫在仓库值班室的十来个日军，还躲在窗户后面负隅顽抗。李九杲指挥机枪先压制住敌人的火力，然后让两个战士朝窗户里丢进几颗手榴弹，很顺利的就解决了战斗。
夜幕中，日军炮兵阵地发生的激烈爆炸和狼岩寨方向传来的密集枪声，使日军前线指挥官大岛义昌立刻意识到，自己防守最薄弱的地方受到了敌人的攻击。他的反应很快，立即命令刚刚从狼岩寨抽调上来做预备队的两个中队分别增援炮兵阵地和兵站。
一里多远的路程，木村中尉带着他的中队很快就赶到了。可是炮兵阵地上除了被炸得东倒西歪的大炮，以及血肉模糊、令人惨不忍睹的帝国士兵的尸体，攻击者却连鬼影子都没有看见半个，而狼岩寨方向的枪声也慢慢稀疏了下来。
就在李九杲准备偷袭日军狼岩寨兵站和炮兵阵地的时候，牛庄城的战斗也到了白热化的紧要关头。正在南门指挥作战的魏光焘得到日军突破东城防线的报告后，立刻把南城的防务移交给总兵余德福指挥，自己则带领着亲兵队赶了过去。本来已经渐渐不支的清军得到生力军的支援，尤其是看到大帅亲临指挥士气大振，经过一番鏖战，很快就收复了一排屋顶已经坍塌了的民房。在得到李光久部的支援后，清军终于把日军逐退到了另一个街区。
正当战斗陷入僵持之时，一直咆哮个不停、给清军以极大杀伤的日军大炮突然哑了火，使得进攻中的日军一下子失去了炮火的有力支援。狼岩寨方向激烈但又短暂的枪炮声，使得正在进攻的日军意识到后方出了问题。双方士气此消彼涨之下，南城守军很快打退了日军的这次进攻。光着膀子在城上督战的总兵余德福由于在战斗中被日军炮火击伤，拒绝卫士让他后撤的建议，仍然坚持指挥战斗，最后终因失血过多不幸身亡。
攻入街里的日军，因为东南两个方向日军的撤退成为了一支孤军，在魏光焘与李光久所部清军的两面夹击下，这股日军被清军压缩在一个大院里。经过短暂的拼杀，这些日军大部被消灭，只有少数人得以逃脱，牛庄的战局总算暂时稳定了下来。