10月3日深夜，烏蘭察布草原被濃重的黑暗吞沒。
包圍圈內，蘇軍第17集團軍臨時指揮部設在一處乾涸的河溝裡。幾輛被打殘的裝甲車圍成一圈，車燈用帆布矇住只露出微弱的光，照著一張攤在彈藥箱上的作戰地圖。第17集團軍司令、第94師師長、第192師師長、第61坦克師師長以及蒙軍騎兵師師長圍在地圖周圍，臉上的表情在昏暗的燈光下顯得疲憊而緊繃。
蘇軍攜行的電臺在戰鬥中損壞，已無法與後方聯絡。派出去的三批傳令兵只有一批活著回來，帶回的訊息令人絕望——北面是國軍裝甲部隊的封鎖線，西面和南面是國軍步兵師的密集防線，東面地形複雜但有乾涸河溝可供隱蔽機動。
“北面佯攻，主力從東面突圍。”司令用鉛筆在地圖上畫了一道弧線，“第192師殘部在北面發動佯攻，用剩餘的全部火炮和坦克先打一輪，步兵跟著衝鋒。國軍一定會認為這是主攻方向，把預備隊調往北線。與此同時，第94師和第114師集中所有殘存兵力，從東面沿乾涸河溝突擊。那裡國軍的兵力相對薄弱，地形也適合步兵隱蔽接近。”
凌晨一點，蘇軍開始行動。
北面，第192師殘部將最後的坦克和十八門重型火炮全部集中在不到兩公里寬的正面上。凌晨一點半，火炮同時開火，炮彈在國軍北線陣地上炸開。坦克排成楔形隊形，後面跟著約兩個團的步兵，向國軍獨11師陣地發起衝鋒。
獨11師前沿陣地上，士兵們從貓耳洞裡鑽出來進入陣地。重機槍開火，迫擊炮彈在坦克後面炸開，戰防炮從側翼射擊。蘇軍坦克一輛接一輛被擊毀，但步兵仍然踩著戰友的屍體往前衝。北線的戰鬥從一開始就進入了白熱化。
與此同時，東面。蘇軍第94師和第114師的精銳步兵在夜色掩護下沿著乾涸河溝悄悄向國軍獨14師陣地接近。他們沒有開炮，沒有坦克掩護，所有人嘴裡咬著布條防止咳嗽出聲，刺刀在星光下泛著冷光。
距離國軍前沿陣地不到三百米時，巡邏的國軍哨兵發現了異常。
照明彈升空，白光照亮了整片河溝。正在匍匐前進的蘇軍步兵全部暴露在曠野中。國軍陣地上的輕重機槍瞬間開火，子彈在河溝裡打出一排排碎石。但蘇軍沒有停下。政委在隊伍中揮舞著手槍，嘶吼著不許後退。士兵們從地上爬起來，端著衝鋒槍一邊開火一邊往前衝，前面的倒下後面的踩著屍體繼續衝。
獨14師前沿陣地一瞬間被蘇軍步兵衝到了不到五十米的距離。蘇軍士兵投出的手榴彈在戰壕前後不斷爆炸，幾個機槍掩體被炸翻，機槍手倒在血泊中，副射手推開遺體重新架起機槍。
凌晨兩點十分，東線最前沿的一段戰壕被突破。
那是獨14師40團1營2連的陣地。蘇軍集中了約一個團的兵力反覆衝擊這一段不到三百米寬的正面，2連從連長到炊事員全部投入戰鬥。連長在近距離槍戰中被衝鋒槍打中，倒地時還死死攥著一顆已經拉開引信的手榴彈，手榴彈爆炸將圍在他身邊的幾個蘇軍士兵炸倒。副連長接替指揮後不到十分鐘也陣亡了，一排排長自動頂上。
打到凌晨兩點半，全連從一百五十二人打到只剩下三十多人。彈藥快打光了。蘇軍趁勢從2連陣地兩側湧入，戰壕裡的國軍士兵用刺刀和工兵鏟與湧入的蘇軍展開逐寸爭奪，有人在戰壕拐角處互相掐住對方的脖子滾在一起，有人從背後用槍托砸碎了對手的後腦勺。
獨14師師長在電話裡聽到2連陣地可能失守的訊息，當即下令師預備隊3營全部壓上去，同時命令師屬炮兵營集中全部火力封鎖缺口前沿，阻止蘇軍後續梯隊跟進。
但3營趕到陣地需要時間。
缺口在不斷擴大。湧入陣地的蘇軍越來越多，2連殘部退守到陣地後方一處羊圈廢墟中繼續抵抗。帶隊的排長渾身是傷，左臂被彈片削掉一塊肉，用綁腿胡亂纏了幾圈，右手舉著衝鋒槍不斷射擊。身邊的戰士一個接一個倒下，蘇軍士兵從三個方向圍了上來。
就在羊圈即將被蘇軍吞沒時，馬蹄聲從南邊傳來。
獨9師邊防騎兵團的先頭連從黑暗中衝出。跑在最前面的是團長於大志本人，他騎一匹黑馬，手裡提著繳獲的衝鋒槍。全團剩餘的八百多名騎兵呈扇形展開，從側後方直接衝入蘇軍進攻隊形。馬蹄踏在碎石地上發出密集的撞擊聲，騎兵們伏在馬背上，衝鋒槍和步槍同時開火，刀光在照明彈的白光下閃成一片。
蘇軍進攻隊形被騎兵衝擊打得瞬間大亂。正在向羊圈進攻的蘇軍步兵被從側面撞翻了好幾個，衝鋒槍子彈掃過去倒下一排。後續跟進的蘇軍梯隊也被打亂了節奏——馬刀砍在鋼盔上濺出火星，馬蹄踏在人體上發出沉悶的碎裂聲，騎兵從步兵群裡橫穿過去，留下一地屍體。
於大志衝到羊圈跟前，勒住馬跳下來，對殘存的2連士兵喊：“騎兵團到了，還能打的跟我守住這裡！”他身邊一名騎兵中彈從馬上栽下來，另一名騎兵的腿被子彈打穿，但他用雙腿夾緊馬肚子繼續往前衝，手裡的馬刀在火光中閃著寒光。
3營在凌晨三點趕到東線。當增援部隊湧上陣地時，騎兵團已經在缺口處跟蘇軍廝殺了整整四十分鐘。超過半數的騎兵倒在缺口兩側，重傷員在地上用步槍繼續射擊，幾個還能動的輕傷員幫著重機槍手抬彈藥箱。
3營投入戰鬥後，局面終於開始逆轉。重新調整的火力網從兩側封鎖缺口，迫擊炮彈在缺口前方炸成一道火牆，後續的蘇軍步兵被這道火牆擋住，衝不過來。已經湧入陣地的蘇軍步兵失去了後續支援，被3營和騎兵團逐個清除出戰壕。蘇軍步兵拒絕投降，躲在戰壕拐角後面繼續開火，國軍士兵挨個清理，每一條戰壕、每一個彈坑都不放過。
戰鬥在東線的每一條戰壕、每一個彈坑裡持續進行。沒有人退讓，沒有人猶豫。國軍士兵不再需要督戰隊的催促，他們自發地衝向任何有蘇軍的地方，用刺刀、工兵鏟、甚至石塊和雙手與敵人搏鬥。
凌晨四點，蘇軍第94師投入最後一個預備營再次衝擊東線。但這一次國軍的火力網已經全面恢復，重機槍從側翼交叉射擊，師屬炮兵營的炮彈精準地砸在衝鋒隊形中央。蘇軍的攻勢在距前沿不到一百五十米處被徹底打垮，衝在最前面的敢死隊全部陣亡，後面計程車兵終於開始往回跑。政委用手槍打死了兩個逃兵，但潰退的洪流已經擋不住了。
凌晨五點，天色微亮。蘇軍第192師在北面的佯攻也被獨11師和炮1師的聯合火力徹底粉碎。第192師師長在衝鋒中被炮彈炸死，殘部失去指揮後倉皇后撤。北線國軍陣地巋然不動。
拂曉時分，蘇軍全線撤退。
草原上，東線陣地前方的景象令人觸目驚心。乾涸的河溝裡填滿了屍體，國軍和蘇軍士兵的遺體混雜在一起。羊圈廢墟被炸得只剩幾截斷牆，牆根下躺滿了人，有國軍的，也有蘇軍的。
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