10日凌晨，正当第三十九集团军与日本人苦战之时，第一山地集团军也遭受到日本人的大规模进攻。
由于下关市与九州北部地区仅隔着一条狭窄的关门海峡，收复此地，则可以从北面威胁占领九州北部地区中国军队的后背，同时封锁关门海峡，阻断中国军队海上运输，最终歼灭登陆的中国军队。
与九州地区发生的战斗不同，整个战斗以日本正规部队为主攻，日本国民义勇战斗队为辅攻。
对霊鹫山的攻击由日本国民义勇战斗队80000人实施，第55军独立混成121旅团协助。不过这一方向的攻击行动是牵制性的攻击，真正的主攻方向则放在伊仓町正面，由第54军73、224两个师团进行正面突破，撕开中国军队的的防线。跟进的第59军230师团和第54军153师团以及独立混成97、119、120三个旅团，随后沿伊仓町、稗田町、番生町、羽山町、向洋町、春日町、丸山町这一轴线快速攻击前进，占领沿线地域，将第一山地集团军从南、西、北三面予以包围，最终一举歼灭。
为此，日本陆军大本营将该地区能够动用的所有炮兵全部调往前线，集中进行使用，希望能够一举击垮中国军队的防线，并完成战术目标。
中国第一山地集团军司令郝卫庭根据空军侦察的情况和军事委员会提供的敌情通报，正确的判断出日本人在霊鹫山一带碰壁后，一定会利用人数上的优势，将主攻方向调整到有利于部队展开的平原上来。
为此，郝卫庭将军命令由第一机步师在綾羅木町和伊仓町的沿河地带，建立松散的机动防御阵地，对可能的日军攻击进行火力打击。在削弱日军攻势后，主动放弃阵地后撤，部队撤往熊野町一线和第一山地师会合，等待时机进行反击。
集团军直属独立旅接防火见山阵地。在整个战斗过程中，独立旅必须牢牢的守住该地，使之成为战役重要的独立支撑点，同时也是战役后期的反击出发地。
为此，军事委员会直属第三工兵团专门为独立旅进行了一整天的工事加固和阵地改造工程，让整个火见山阵地成为难以攻破的坚固防线。
第七山地师由稗田町、番生町，沿东西方向设立五道防御阵地，在日军发起猛烈进攻的时候，采取逐步抗击的形式，慢慢后撤，利用空间来换取时间，每道防线视情况，原则上坚守一个小时。
这样一来，当日军攻击到最后一道防线的时候，时间已经过去了五个小时。只要第七山地师在最后一道防线上再坚持一个小时，天色就开始发亮。到那时，第一山地集团军在中国空军的有力支援下，就可以对暴露在平原上的日本人实施猛烈的穿插反击。
为此，第七山地师的官兵们和集团军直属工兵团在防区内，利用大量的工程机械开挖新的战壕，对防区内的地形进行改造，重新敷设地雷和铁丝网。
担任主要反击任务的第一山地师也悄悄的进驻到熊野町与三河町之间，并占据了權现山，以此为支点，掩护部队的侧翼，保护反击出发地。
集团军直属机械化团、搜索营和警卫营以及空降三旅的四个营，作为集团军正面反击部队，驻守于石神町和後田町一线。
9日中午，刚从山东半岛转运上岸的，由军事委员会直接调拨过来的新式武器，则被布置在椋野町南面的一里山上。
进驻彦岛几个机场的双翼低速对地攻击机部队，派出了十二个空军地面引导小组，同第一山地集团军建立了紧密而清晰的无线电联系，制定了空中支援作战的详细计划和地面引导方式。
军事委员会直属工兵团虽然不是地面一线战斗部队，手中只有轻重机枪和步枪一类的轻武器，但这支出身于毛爷爷井冈山时期的共产党第一支工兵部队，仍然保持着英勇作战不畏敌人的积极顽强战斗精神。虽然没有重武器，他们却把自己过去内战时期发明的土大炮技术，全面而毫无保留的用在了日本人的头上。
9号白天，在保证第一山地集团军阵地改造修建工程的同时，所有司令部没有任务的人员纷纷拖运空的汽油桶到第二山地师一线阵地后面不远处，在把汽油桶底部钻出拇指大的小孔后，架设在地上挖出的斜坑内。并四处收集弹片和弹头等金属物件，利用自己建造的制造简易炼铁炉，将这些金属熔化加工成一颗颗铁珠，之后加入到大量捆制的一种炸药包里面去。
在一旁的第二山地师官兵们看到这些炸药包，以为工兵三团的弟兄们是要在阵地无法坚守的时候，学习日本人使用人肉炸弹去自杀，急忙进行劝阻。
但工兵三团的官兵们只是笑而不答。急的没有办法的第二山地师师长打电话到集团军司令郝卫庭哪儿，保证自己一定能够守住霊鹫山阵地，希望军事委员会直属工兵三团撤下来，不要准备哪些自杀用炸药包。
听说军事委员会宝贝的工兵三团要用炸药包进行自杀性反击，郝卫庭当时头就大了，急忙给团长张齐铭打电话去询问。工兵三团团长张齐铭接到电话这才知道发生了误会，于是就团里使用那些空的汽油桶，进行了解释。
原来工兵三团过去在国内打鬼子时，由于没有炮兵，部队发明了使用汽油桶抛射炸药包的办法来打击日军。现在为了加强第二山地师的一线火力，军事委员会直属工兵三团想起了这样一个简易的办法，以此达到大量伤亡和震慑日本人的目的。
停了军事委员会直属工兵三团张齐铭团长的解释，郝卫庭这才舒了一口气，并且表示，如果这一发明在战斗中真的起到了作用，他将再次为工兵三团向军事委员会请功。
当8月9日的太阳落山的时候，第一山地集团军所有部队完成了战役调整和工事的修建与加固，大家信心满满地开始静候日本人的攻击开始。
军事委员会直属特勤大队的陈小山、王家鹏和一名报务员（101-迟滞行动），7日晚上就被空投到下关市北面的华山密林中。着地后，三人身着日军制服，隐蔽在公路边的山林里，对日军的调动情况进行抵近观察，将情报通过无线电上报设在朝鲜半岛东海岸的对日作战指挥部，并引导空军对日军部队进行轰炸。
8日夜晚，对日作战指挥部来电，要求他们尽快进抵富任町一带，查明日军在此地部队集结情况和炮兵部署情况。
接到命令后，三人来到山下的公路上，利用身上的日军军服和宪兵的袖标，使用树枝在道路上搭建了一个简易的交通指挥岗，对过往车辆进行交通指挥，伺机夺取日军车辆，赶往富任町。
此时日军已经开始大量调兵前往下关市一带，道路上车辆人员川流不息，根本没有动手的机会，陈小山他们无奈的在公路上当起了义务交通指挥员，为那些摸不清道路情况的日军和国民义勇战斗队指路或进行疏导。幸亏陈小山他们在上海男孩之家（11-御林军1）和随后多年的学习，让他们可以使用带有江户地区口音的日语，流利的回答各种询问。
眼看着天边开始发亮了，日本人开始布置放空措施，道路上活动的车辆和人员开始明显的减少了。陈小山他们看时间不早了，再搞不到车辆，就有可能无法准时赶到富任町了，于是决定无论如何要冒一下险，搞到机动车辆。
这时，从北面公路上开来一辆摩托车，车上乘坐着一名日军上尉。陈小山一看机会来了，于是给王家鹏使了一个眼色，王家鹏急忙拿起小红旗，站在马路上有模有样的挥舞起来。
驾驶摩托车的日军士兵看到前面公路上有三名手臂上佩戴宪兵臂章的日本军人正在挥舞着小红旗，急忙减速刹车停了下来。
只见三人中的一名宪兵少尉，气势汹汹的大声说道：“八嘎，天已经开始发亮了，为什么还不停车隐蔽，想招来支那空军的轰炸吗？！”
在日军部队中，宪兵的权利往往使得他们可以对陆军中军衔高出自己三级的军官进行盘查讯问，因此车上的那名上尉军官急忙下车，对陈小山解释自己是54军第153师团辎重队的军官，昨天傍晚在山口市协调解决完部队弹药和食品供应问题后，现在正赶回富任町的师团部驻地。
正在为没有办法赶往富任町一带发愁的陈小山他们，听到那名日军上尉的情况说明，不仅喜上心头，于是假模假样的说道：“为了防止支那空军沿公路轰炸，前面的道路已经全部封锁，必须等到天黑再放行。你们现在必须停车隐蔽，防止暴露目标，让沿线的部队遭到空袭。”
那名日军上尉此时心中十分焦急，不断的请求陈小山他们放自己通行。原来他昨天傍晚已经把弹药和给养的事情办理完毕，看时间充裕，他抽空去了山口市区自己恋人哪儿。不曾想，两人厮守忘了时间，直到凌晨二点多钟，驾驶员找上门来才不得不分开。
由于耽误了时间，为了按时赶回部队，他们一路狂奔，但还是被拦在了路上。害怕归队迟到的他，这才不断的哀求陈小山放行，旁边的摩托车驾驶员也在哪儿说明上尉的情况，请求放行。
看看火候已到，身着军曹服装的王家鹏假装同情的对陈小山说道：“长官，他们也不容易，就让他们过去吧。”
陈小山眼一瞪，凶狠的说道：“八嘎，暴露目标招来支那飞机轰炸，你我都要上军事法庭。”
王家鹏可怜巴巴的说道：“山后有一条小路，他们那辆摩托车目标小，应该没有问题。”说着又回头对那名日军上尉说道：“路上要是再遇到宪兵，可不能说是我们放你过去的。”
那两名日军感激的忙点头，嘴里一个劲的说着：“撒呦哪哪……”
陈小山故作为难的看了看那两名日军，有看了看王家鹏，最后同意了。王家鹏和报务员一块坐上日军的摩托车，拐下公路，领着那两名日军，向着山林小道开去。
过了一会，见路上没有什么车辆和人员通行了，陈小山将树枝搭起的简易路障移到一旁，自己赶忙屁颠屁颠的尾随进了山林小道。
进入山林小道后有一公里的模样，陈小山看到那辆日军三轮摩托车停在小路旁，王家鹏笑眯眯的站在车边。
陈小山问道：“人呢？”
王家鹏向树丛歪歪嘴说道：“已经审问过了，现在都捆起来撂在那儿呢。这是他们的证件。”
陈小山皱了皱眉头说道：“怎么留活口的？”
王家鹏说道：“已经给他们注射了镇静剂，不到天黑醒不过来的。毕竟是两条活生生人命，他们一死，这世上又要增添两个寡妇。”
见话已经说到这个份上，陈小山也不好再说什么。于是三个人坐上摩托车，沿着山路奔向富任町。一百多公里的山路，让陈小山他们三人坐的腰酸背痛，但还是在9日中午赶到了富任町一带。
陈小山他们佩戴宪兵标志，驾驶着三轮摩托车，以日本陆军部神社保护督查组的身份，沿竹生观音禅院、専德寺、川北神社、富任町邮电所、观察禅院、法定院、妙蒲寺、厄神社，对各个神庙寺院进行检查，途中还假模假样的对随意进入寺庙的日军士兵进行驱赶和训斥。搞得许多寺庙中的僧人们们感激不尽，纷纷拿出寺庙中最好的食物给陈小山他们。
不喜欢日本人生冷食物的陈小山他们，见对方如此盛情，虽然心中一百个不愿意，但表面上还是假装高兴的接下来食用，害得陈小山他们整整拉了三天的肚子。战后，陈小山他们三人赌咒发誓今后再也不碰这些日本食物了。
当陈小山他们从厄神社出来进入鼋王山的时候，时间已经是晚上7:40。陈小山他们在山中隐蔽好以后，立即使用无线电台，将富任町一带日本人兵力集结地、炮兵阵地等相关情报发往指挥部。
得到实地侦察获得的情报后，指挥部立即将情报转交给空军。空军很快就根据情报制定了轰炸计划，并调集力量分配任务。
9日晚22:40，中国战略空军三个轰炸机团的60架h-41c四引擎重型轰炸机和美国第14航空队120架b25和b29轰炸机，以及由冲绳岛起飞赶来的160多架澳大利亚第一战术空军的b25轰炸机，在对马岛、霊鹫山和鼋王山三处大功率无线电发射器的引导下，利用三角定位的原理，按照各自分工，先后对富任町一带的日军部队集结地和炮兵阵地，进行了准确、猛烈的地毯式轰炸。
此时日军用于对伊仓町一线进攻的约五个师团兵力已经全部进入了战斗集结地，等待10日凌晨0:20的攻击开始。在中美空军的突然狂轰滥炸下，置于平原上无遮无挡的日军部队死伤惨重，其炮兵部队也损失了近40%的火炮。
接到前线部队遭受空袭损失严重的第二总军司令官畑俊六元帅，立即发电报给陆军大本营，如实汇报了前线部队的损失情况，要求取消10日凌晨对下关市的攻击。
由于此次战斗陆军大本营计划是九州北部地区的战斗和下关市的战斗同时发起，以此分散中国军队的地、空火力，从而达到一击成功的目的。现在取消战斗，命令难以马上传达到各个战斗部队，特别是师团一级。这样就有可能出现各个师团在没有接到取消战斗命令下，单独发起攻击，部队的伤亡将更加的巨大。
为此，陆军大本营坚持下关市方向的战斗仍然进行，只是攻击发起时间向后推迟两个小时。同时为了加强遭到损失的一线部队攻击力，命令刚赶到的第36军93师团和第52军234师团，立即加入到对伊仓町一线的攻击行动中去。
日军对伊仓町一线的全面攻击，直到10日凌晨2:10才开始，残余的日军一线炮兵的炮击时间，也从预定的一个半小时缩短为半个小时。
半个小时的猛烈炮击结束后，日军的地面攻击行动开始了。
负责对灵鹫山一线攻击的80000名日本国民义勇战斗队员们，在独立混成121旅团官兵的指挥带领下，向第二山地师把守的阵地发动了决死的攻击。
第二山地师的官兵们利用手中的所有武器，按照射程的远近全力开火，将死亡洒向密集涌过来的日本武装人员。
由于日本人对霊鹫山地区的攻击属牵制性进攻，集团军要求第二山地师使用自身火力，单独进行抗击，战线的火力强度自然不如前天晚上。慢慢的，日军攻击人潮涌到了阵地前沿100米左右的地方。
就在这时，一线阵地后面不远处，突然连续发出巨大而沉闷的爆炸声，就在战斗双方为巨大爆炸声发愣的时候，只见三百多个冒着火星黑乎乎的东西，晃晃悠悠的飞过一线阵地落入冲锋的日本人潮中。如同数百个闷雷劈了下来一般，日本人的队伍中爆发出山崩地裂般的声响。紧接着，骇人的冲击波蔓延开来，许多日本人如同纸片一般被吹得飞了出去，即使离得远一点的人，也在这些工兵三团利用汽油桶抛射的炸药包中夹杂的那些铁珠横扫下，一个个被打的血肉横飞，炸药包爆炸范围内半径150米之内，所有的人员非死即伤，不少日本人五官流血被爆炸直接震死的。
如此骇人的杀戮场面，即使是自诩身经百战的第一山地集团军官兵们也没有见过，更不要说那些已经被打的魂飞魄散的日本国民义勇战斗队员了。一时间，整条战线交战双方都不自觉的停止了射击，呆呆的看着血流成河的战场。
许久，交战双方才缓过神来，大家都咬紧牙关，希望通过自己的战斗来打垮对方，赶快结束这疯狂的杀戮。
当第二轮炸药包再次被抛射到日军队伍中来的时候，日本人的神经彻底崩溃了。幸存下来的独立混成121旅团官兵和日本国民义勇战斗队员，大家开始不分先后的掉头向回跑去，90000人的进攻行动就这样被瓦解了。
事后，日军大本营对这次战场大溃退进行了调查。相信鬼神的日本人坚持说那一天晚上，天上的雷公站到了中国人的一边，利用手中的雷电杀死了许多的日本人。