10月20日，廖磊奉命指挥总攻。他命令韦云淞第48军出击，定为21日午后7时炮兵射击；8时步兵发起攻击，第174师和176师首先出击。
10月21日，也是日军发动总攻的日子。日军攻击时间却比中**队提前12个小时。
天刚黎明，日军炮火就向第48军阵地猛轰。飞机协同，炮弹和炸弹把刚筑的工事全部炸毁。乘着浓烟烈火，日军步兵以不可阻挡之势，突进第174师阵地桃园浜、丁家宅、北侯宅。几经争夺，只夺了北侯宅一个村子。第171师驻地杨湾宅也被日军攻占。
师长杨俊昌令一连官兵卸掉枪支，每人带手榴弹若干，冲入杨湾宅猛烈轰炸，将日军击退。几分钟后，五辆坦克掩护步兵又冲过来。桂军素以勇敢闻名，奋勇冲锋应战。他们将手榴弹塞进滚动的坦克履带。“轰！轰！”两声巨响，履带被炸断，两辆坦克瘫在那里。其他坦克闻声而退，慌乱中，两辆坦克陷入守军挖的沟壕里，驾驶坦克的日兵弃车而逃。
这天全线阵地都在激战，第48军第一线官兵死伤累累。但长官仍然命令：当日20时照常攻击！中国炮兵排炮齐放，向敌阵地猛轰，敌阵地一片火海！第176师从陈家行以南向东攻击前进；第174师由北侯宅向东北桃园浜冲锋。出击不到两小时，第176师攻击顿悟寺后，被蕴藻浜阻至北岸无法南渡。第174师进到桃园浜西南端被日军炮火所阻，无法越过深沟。军长韦云淞即令回原阵地固守。
22日虽有小部日军攻击，但阵地寸土不移。23日8时至午后1时，日机敌炮齐轰，守军工事坍塌，各部队联络中断，官兵死伤无数。第174师的旅团长全部伤亡，官兵一片混乱，日军长驱直入。师长王赞斌亲自督阵，特务连边战边撤，退至五里外的走马塘南岸。
杨湾宅、谭家头、陈家行等阵地，也遭到日军猛攻。杨俊昌和区寿年两师长频频告急。军长韦云淞要他们“努力支撑，保持原状”，并将危急战况向上级报告。
第二路、第三路攻击军，同样战果不佳，伤亡惨重。蒋介石见进攻难以奏效，即下令停止攻击，转入防御。23日晚6时，韦云淞接到命令：“全线撤至京沪铁路线以南、苏州河以北地区休整待命。”
这一仗，第48军庞汉祯、秦霖、夏国璋等四位旅长壮烈牺牲，团长伤亡六人，营连长数十人，士兵三千多人。桂军元气大伤！