很快，吕世清手持调令面见黑木，以探望旧主为借口，请求在前往便衣队任职前与吕英见一面。黑木并未起疑，随即安排他前往张治平的住处。与此同时，山下聪与村田正在部署进攻吕家寨的作战计划：先派遣骑兵侦察八路军主力动向，一旦发现目标立即实施包围，并调集重炮和战车支援攻坚。恰在此时，日军旅团部传来通报，称115师独立团已进入其围剿区域，于是下令部队立即搜索并歼灭。村田接到命令后迅速展开行动。 周密向刘柏松提出作战方案，建议部队休整至下午四点，随后由二、三中队将敌军诱至松山峪山区，一中队则伪装成独立团向白石村方向佯动。刘柏松认为部队需要更充分的休整，没有采纳这一建议。就在这时，前线传来急报，日军已对吕家寨、张家庄等村庄发起进攻，刘柏松当即下令全体紧急集合，火速奔赴战场。 此时，吕世清突然来到张治平的住所，假称受张父和吕世才之托前来探望，言语间试探性地劝说吕英随张治平返回吕家寨。正当吕英犹豫不决之际，张治平推门而入，佯装热情地招呼吕世清，借递烟之机敏锐地注意到对方腰间的配枪和证件。 张治平故意将话题引向抗日，吕世清果然中计，假意劝诱张治平投靠共产党。张治平当即拔枪将其击毙，随后命人将尸体抬到黑木和小野面前，怒斥吕世清以策反为名行试探之实，直至击毙后才发现其便衣队身份。黑木等人并不知道吕世清实为山下聪所派，被张治平逼真的表演所震慑，只得连连道歉，并设宴赔罪以平息事态。 当夜，八路军按预定计划发起突袭，以迅雷之势攻占城楼与城门，同时分兵袭击警备团驻地、警察局、日军营房及军火库。张治平趁机施展连环计，佯装拼死保护小野等日军军官，成功博取了他们的信任。激战过后，城内日伪军几乎被全歼，八路军缴获大批军火，满载十余辆大车的武器弹药和军用物资凯旋而归。 黑木匆忙赶到日军指挥部，向山下聪和村田汇报前线战况，请求增援。山下聪不甘心就此放过挺进支队，决定集中现有兵力发动最后一次总攻。随后，日军炮兵向八路军阵地发射毒气弹，黄色毒雾在山间弥漫开来。刘柏松和周密指挥部队坚守阵地，继续作战。 刘柏松率领预备队冲入前线阵地，刺刀在硝烟中闪着寒光，敌我双方在狭窄的战壕里展开惨烈的白刃战，鲜血浸透了黄土。同一时间，周密指挥卫生员抢救中毒倒地的战士，因为将面罩让给了一名重伤员，导致自己肺部受损，在剧烈咳嗽中仍坚持组织伤员转移。 村田见久攻不下，下令部队撤退，转而调集兵力围剿崮城县附近的八路军主力。山下聪提议以少量精锐部队实施迂回突袭，得到了村田的同意。与此同时，四中队突破了日军的围剿，刘柏松望着尸横遍野的战场，心中不甘于武器装备始终落后于日军。国民党二十七师师长齐梦龙率领残部来见周密等人，开门见山地说明他们的防区已被日军侵占，损失惨重，不得已才来到八路军的防区暂作调整，队伍中还带着许多妇女和儿童。周密了解情况后，决定让齐梦龙暂时安顿在松山峪，自己则率部返回白石村进行防御。