鐵嶺外圍的戰鬥在8月9日拂曉進入了白熱化。
東北挺進軍馬占山部以預1師和預2師為前鋒，從西側和南側同時向鐵嶺發起猛攻。炮1團的山炮和榴彈炮營的105毫米榴彈炮對關東軍陣地實施了長達四十分鐘的火力準備，炮彈把鐵嶺外圍的工事炸得支離破碎。
炮擊剛停，預1師的步兵便從出發陣地一躍而起，在山炮和步兵炮的掩護下向關東軍陣地衝去。關東軍鐵嶺守備隊依託殘存的碉堡和交通壕拼死抵抗，九二式重機槍的子彈像潑水一樣掃過來，衝鋒的國軍士兵不斷有人栽倒。但國軍並沒有停下攻勢，他們前赴後繼，越過戰友的屍體繼續衝鋒。
預2師在南側同時展開進攻。師長親自帶著突擊營衝在最前面，一舉突破關東軍第一道防線，但立刻遭到日軍反擊。雙方在不到兩百米寬的陣地上反覆拉鋸，屍體一層疊一層，鮮血把泥土浸成了深褐色。
騎12師奇俊峰率蒙古騎兵從鐵嶺東側繞過，直插鐵嶺以北的鐵路線。騎兵們策馬揚鞭在開闊地上狂奔，馬蹄聲震得地面都在發抖。
關東軍在鐵路沿線佈置了速射炮陣地，炮彈在騎兵佇列中炸開，馬匹和騎手一起栽倒。
騎12師的炮兵隨即開火壓制，炸得日軍陣地一片狼藉，血肉橫飛。
鐵嶺以南十五公里處，一條東西走向的土嶺橫亙在公路兩側。
這裡是通往鐵嶺的咽喉要道。土嶺不高，最高處只有十幾米，但兩側是開闊的農田，沒有任何遮蔽物。誰控制了這條土嶺，誰就控制了通往鐵嶺的公路。
東北挺進軍特務營營長魏三在凌晨四點就帶著全營七百人趕到了這裡。他四十出頭，打了十幾年仗，從江橋抗戰開始一直跟著馬秀芳，是個老兵油子。天還沒亮的時候他站在土嶺上往南看，遠處隱約能看到關東軍車隊的燈光，密密麻麻像一條發光的蛇在平原上蠕動。
“都聽好了。”魏三轉身叮囑身後的連排長們，“後面就是鐵嶺。咱們在這兒多頂一個鐘頭，鐵嶺方向我軍就多一分勝算，關東軍幾十萬人就能被關在籠子裡。誰要是敢退一步，老子親手斃了他。”
全營七百人沒有一個人吭聲，只有工兵鏟挖土的聲音和彈藥箱砸在地上的悶響。士兵們快速構築簡易工事，把輕重機槍架在土嶺的稜線後面，迫擊炮佈置在反斜面，步槍手趴在剛挖好的散兵坑裡，槍口對準南面的公路。
上午八時，關東軍獨立混成第26旅團和第27旅團的先頭部隊出現在公路上。山下奉文為了保住鐵嶺這條退路，把手裡能調動的部隊全部派了出來，兩個旅團並列推進，兵力超過八千人，目標是中午之前趕到鐵嶺。
打頭的是第26旅團的一個步兵大隊，士兵們坐在卡車和摩托車上沿著公路快速推進。車隊拉得很長，塵土飛揚，從土嶺上看過去像是在公路上畫了一條黃線。
魏三趴在土嶺頂上的機槍掩體裡，眯著眼睛看著日軍車隊一點點進入射程。他沉住氣，一直等到最前面那輛卡車開到距離陣地不到百米的位置，才把嘴裡叼的草根吐掉，低聲對身邊的機槍手下令：“打。”
一挺民三一式重機槍率先開火，子彈像鐵掃帚一樣掃向公路上的車隊。第一輛卡車的擋風玻璃被打得粉碎，司機當場斃命，卡車歪歪扭扭衝出公路翻在田埂上。緊接著土嶺上的輕重機槍同時開火，迫擊炮彈從反斜面飛出去砸進車隊中間，一輛彈藥車被擊中後引發殉爆，轟隆一聲巨響，整輛車被炸成了碎片，周圍計程車兵被氣浪丟擲去十幾米遠。
日軍車隊陷入混亂。士兵們從卡車上跳下來四處尋找掩體，軍官們拔出指揮刀吼叫著組織反擊。但第一輪火力日軍就被幹掉了一個大隊長和兩個中隊長，指揮體系瞬間被打斷。
第26旅團的旅團長在後面聽到槍炮聲，立即下令全軍展開攻擊隊形。兩個步兵中隊迅速從行軍佇列轉換成散兵線，在重機槍和擲彈筒的掩護下向土嶺發起衝擊。第27旅團得知情況立即組織兵力，從東側向土嶺迂迴。
趙大彪看到日軍展開的散兵線像灰色的潮水一樣漫過來，立刻下令全營火力全開。十二挺重機槍在土嶺稜線上打出了一道密不透風的火牆，子彈穿過麥田打在人體上發出沉悶的噗噗聲。迫擊炮彈不斷砸進日軍佇列，爆炸的衝擊波把士兵像破布娃娃一樣拋起來又摔下去。
日軍第一波衝鋒被打退了，土嶺前方的麥田裡留下了兩百多具屍體。
然而僅過數分鐘，第二波衝鋒很快又開始了。
這次日軍集中了兩個大隊的兵力，在密集的炮火掩護下不計傷亡地往上衝。擲彈筒的榴彈在土嶺陣地上到處炸開，特務營的機槍掩體不斷被摧毀，機槍手傷亡慘重。
魏三從一個陣亡士兵身邊撿起一支二八式步槍，趴在散兵坑裡一槍一槍地打。打到彈帶裡只剩三發子彈時，他把槍放下，抄起電話搖到營部：“迫擊炮往正前方百米給我往死裡砸！”
迫擊炮排把最後一批炮彈全部打了出去。正午時分，特務營打退了關東軍第六次衝鋒。土嶺前方的麥田已經被屍體鋪滿了，粗略一數至少有上千具。但特務營的陣地也被炸得不成樣子，戰壕被炮彈掀平了一大半，機槍掩體打塌了四座，全營七百人已經傷亡過半。魏三左臂被彈片劃了一道口子，他用急救包胡亂纏了幾圈，血還在往外滲，他也沒管，繼續蹲在戰壕裡指揮。
山下的公路邊上，第26旅團旅團長看了看手錶，臉色鐵青。他的部隊被這支小部隊擋在這裡整整四個小時，四個小時連一里地都沒推過去。山下奉文的催戰電報已經發來了三次，最後一次的措辭極為嚴厲：限三小時內趕到鐵嶺，否則軍法處置。
“組織挺身隊。”旅團長咬著牙下達了命令。
下午一時，關東軍發動了最瘋狂的一次進攻。兩個旅團集中全部火力對土嶺實施飽和轟擊，然後以挺身隊為前鋒，後面跟著密密麻麻的步兵，嚎叫著向土嶺衝來。挺身隊員身上綁著炸藥包，根本不計死活，只要能衝到國軍陣地上就拉引信。
特務營此時彈藥已近耗盡。重機槍子彈打光了，迫擊炮彈用完了，士兵們只能用步槍、手榴彈和刺刀與衝上來的關東軍肉搏。
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