上午11点过后，日军已陆续集中了约1700人的部队，在经过追击炮和步兵炮近一个钟点的猛烈轰击之后，从宋庄的东西南三面同时发动了进攻。八路军所依托的第一道工事，一道矮矮的土围墙，此时已是多处被日军·炮火夷早。在这一敌众我寡的危急时刻，22团的特等射手发挥了巨大的作用。1连有位班长，伏在被打塌的工事下面，面对逼近的日军毫无惧色，连续射击7枪，击毙日军7人。二连的副连长则亲手一枪击毙了500米开外的日军机枪手。但日军凭借优势火力和人数优势，不顾伤亡，依旧逼近了八路军的阵地。此时八路军战士们索性跳出房屋和工事，将密集的手榴弹投向日军，同时与敌展开肉搏。日军的火力掩护因双方一再近战而大打折扣，而八路的手榴弹在混战申却显得威力无比。从12点到下午2点，22团又打退了敌人三次冲锋。日军在全面进攻屡屡受挫之后，便改变策略，在保持对宋庄四围阵地的全面压力之外，集中优势兵力猛攻较小的南部宋庄。驻守在饫锏氖？连的一个班，经过上午的苦战之后弹药消耗很大，加之围墙已毁，不得不转移到院落和房顶之上坚持作战。日军进攻开始之后以一部从西侧翻越了围墙废墟，随即与前来堵截的八路军展开肉搏，与此同时其主力迅速从正面发起冲锋，终于涌入了宋庄南部。在激烈的肉搏之中，2连的这班战士大部牺牲，少数几人用手榴弹杀开一条血路突回了北部的我军阵地。
宋庄南部失守之后，北部阵地显得更为孤立，第一、二道工事基本全毁，弹药也消耗很多，而村外日军的增援仍在不断到来。此时八路军指挥人员和政工人员经过讨论，把严重的形势告诉了全体战士，让大家做好必要的思想准备，同时要求所有人在任何情况下必须坚守阵地，直至天黑突围。村外的日军在得到兵力和火力的补充之后，很快又向北部宋庄开始了新一轮的进攻。这一次日军的炮火特别凶猛，夹杂在各型火炮中的还有三、四十个步兵掷弹筒。在炮击停止之后，步兵冲锋之前，日军甚至施放了大量的瓦斯筒。顿时，八路军的阵地被一股瓦斯气句围，不少战士被呛得失去了战斗力。趁此时机，日军发起了进攻 （这应该是日军的总攻）。在2连阵地，待毒雾快散去时，副连长发现一股日军已占据了村边的几栋房子，立即率领十几个战士冲进屋内，便是用手榴弹和刺刀把这些日军全部消灭。在日军主攻的下连阵地，敌人在连续冲锋受阻之后，再次施放了瓦斯，接着趁我军战士暂时不能射击之机，组织了一些带着轻机枪的突击小队抢上村边的屋顶；a路军发现这一情况之后，也立即组织小分队携带手榴弹和短枪反突击这些立足未稳的日军。经过激烈的白刃搏斗之后，日军的突击小队被八路军的手榴弹驱离了这些屋顶。虽然随后日军再三攻击，但在夜幕降临前终未能突入宋庄一步。在最后的总攻之中，甚至有一名日军小队长完全失去了再冲锋的勇气和信心，迟迟不敢前进，被上级当场枪决。
