9号15时，薛岳命令各部队选拔勇壮士兵200至500人组成奋勇队，担任先头突击。同时各部长官一律靠前指挥，薛岳自己也亲临一线。1
18时，炮火准备。19时，奋勇队出击，各主力部队紧随其后，向箭炉苏、万家岭、田步苏、雷鸣鼓等地展开全线攻击。
各部队前赴后继，踏尸猛冲。经一夜血战，106师团的防御阵地彻底崩溃
激战至10日晨，第66军收复万家岭、田步苏；第4军收复大金山西南高地和箭炉苏以东高地；第91师收复杨家山；第142师收复杨家山北端高地。
战斗中，第4军前卫突击队曾突至万家岭第106师团司令部附近不过百米，因天色太黑，加之自身也伤亡重大，未能及时发觉松浦淳六郎。
（PS：后来，战役结束后的一名日军俘虏供认：国军几次攻至师团部附近，司令部勤务人员全部出动参加战斗，师团长手中也拿起了枪。如果你们坚决前进100米，师团长就被俘或者切腹了。”
未能生擒松浦淳六郎，成为了此次战役中的最大遗憾。
11日，第106师团残部千余退守雷鸣鼓、石马坑，这不到5平方公里的地区内固守待援。
冈村宁次严令各部不惜代价增援万家岭。鉴于基本歼灭106师团的主要目的已经达到，而各部队伤亡均极为惨重，薛岳命令各部撤出战斗，全军退守永丰桥、郭背山、柘林一线。
随后，薛岳电禀武汉军委会：“此次，敌穿插迂回作战之企图虽遭挫折，但我集中围攻，未将该敌悉歼灭，至为痛惜。”
万家岭之战，虽然在最后的关头未能组织强大的力量，沉重打击救援106师团的日军部队，也没能彻底消灭106师团，但国军在此次战役中表现出的机动灵活、组织严密的特点，以及中国士兵英勇顽强、不怕牺牲的精神，大大震惊了日军朝野内外和国际社会。而日军整整一个师团几乎遭到灭顶之灾，在日本陆军历史上从未有过。
薛岳的万家岭大捷、李宗仁的台儿庄大捷，以及后来的罗卓英上高会战，并列为中国抗日战争的三大胜利！
（PS：写武汉会战不写万家岭大捷有点说不过去，所以用了两章来描写万家岭大捷。）
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