就在第二山地师与日本国民义勇战斗队激战正酣的时候，伊仓町正面的日军正规部队开始发起了猛烈的进攻。
日军集中了所有的火炮，对准河南岸的第一机步师阵地猛轰过去。猛烈的炮火在大地上来回的翻耕着。第一机步师的装甲部队如果不是事先停放在覆盖式隐蔽部里，在如此密集的炮火中，即使坦克有厚重的装甲，也会被从头顶落下的105mm和150mm炮弹所击毁。
半个小时的炮击结束后，大量的日军官兵们，扛着渡河用的木筏冲下河来，使用手中的工兵铲划水，飞快的冲上了对岸。
防守此地的第一机步师，由于部队兵员不足，难以在如此长的战线上严密布防，且整个师采取的是机动防御，只能对日军人员密集的地段进行火力杀伤。在此情况下，日军攻击部队得以很快渡过河来，并在河的南岸建立了登陆场，大批部队开始向防线两翼扩展。
根据战前部署，第一机步师在有效的杀伤了渡河日军人员后，所属坦克和装甲车离开隐蔽部，缓慢的后退却，并在撤退途中，不断杀伤追击的日军。不少日军士兵怀揣着炸药包，拼命的追赶着第一机步师的坦克，想用自己的生命来换取炸毁中国坦克的荣誉。
在夜晚这种混乱的防御战中，坦克上的火炮除了起震慑作用外，对步兵的杀伤威力变得不向白天里那么明显。同时由于坦克的战场上的视野有限，坦克兵们既要杀伤日军士兵又要后撤，还要防备那些拼命的日军士兵冲上来同归于尽，搞得整个第一机步师坦克兵们，手忙脚乱十分的狼狈。
倒是装甲车上安装的双联装20mm速射航炮，在漫天的照明弹照耀下，如同一根根炙热的钢鞭，扫到哪儿就在哪儿留下一大片尸首分离、四肢残破的尸山血海。高速发射的航炮“哗哗”声，如同无数的死神在哪儿低沉的狞笑着，细小的炮弹破片在日军冲锋队伍中上下翻飞，贪婪的舔舐着日军士兵的鲜血和撕咬着他们的身躯。无数的日军在攻击追赶第一机步师的过程中，被这些装甲车打得倒卧在地上。渐渐的，日军士兵追赶的步伐越来越慢，最后和第一机步师脱离了战斗接触。
见中国军队的阵地被突破，前线指挥官第二总军司令官畑俊六元帅命令遭到中国空军空袭重创，后在攻击发起前临时整合起来的第59军230师团和第54军153师团以及独立混成97、119、120三个旅团等部队，约45000人，沿突破口进入，向中国军队的第二道防线攻击前进。
第73师团在向战线右翼扩大战果的同时，沿海岸一线迂回攻击，支援中央突击集团的进攻。
第224师团向战线左翼的火见山发起进攻，拿下火见山，掩护中央突击集团的左翼安全。
待中央突击集团攻占对方第二道防线后，视情况，再行考虑将第36军93师团和第52军234师团投入到后续的攻击行动中去。
由于日军在伊仓町正面集中使用火炮，即使在之前的空袭中损失了45%的火炮，但仍然保留有460余门75mm口径以上的火炮。所发射的炮弹，铺天盖地的砸在第七山地师的第一道防线上，致使第七山地师在抗击日军冲锋队伍的时候，自己也受到了一定的伤亡。加上日军中央突击集团受到渡河胜利的鼓舞，日军官兵们如同大海上的波涛一般，一波一波的涌过来。
不得已，坚守第一道防线30分钟后，在集团军炮兵和第一山地师炮兵的支援下，第七山地师的部队好不容易全部后撤到第二道防线进行坚守。
因为此时九州北部的战斗也在激烈的进行中，中国空军的夜航飞机正在全力支援第三十九集团军的战斗，一时无法对山口地区的日军炮兵进行压制性空袭。对日军炮兵进行摧毁和压制的任务，全部落到了第一山地集团军直属的日制150mm加农炮营的头上。
直属日制150mm加农炮营，在设立于霊鹫山和火见山上的三部炮兵侦察雷达的搜索指引下，对架设在専德寺、法定院和川贝神社的日军重炮阵地进行准确的炮击，打击和压制日军大型火炮。
在第一山地集团军150mm加农炮营的轰击下，日军大型火炮部队处于两难的境地。继续对中国军队把守的防线进行炮击，支援步兵攻击，则所属火炮会在对方准确的炮击中逐渐被不消耗掉。现在进行炮兵阵地的转移，则意味着正在攻击中国防线的步兵，将在惨烈的战斗中失去己方炮兵的有利支援，苦战的步兵将要牺牲掉更多宝贵的生命，去夺取对方的阵地。
权衡再三，考虑到日军部队中的大型火炮日渐稀少，不得已，日军几个大型火炮阵地停止了炮弹的发射，匆忙的进行转移，扔下正在进攻的步兵，独自面对中国守军那猛烈而炙热的火力。
日军大型火炮的停止射击，极大的缓解了第七山地师的防守压力，第一山地军团军集中炮火，对日军地面冲锋的队伍进行轰击。
落进日军冲锋队伍中的榴弹，在炸起冲天的泥土时，也将一个个日军士兵掀上了天，变成一具具残破的尸体再重重的惯在地上。而临空爆炸的空爆弹，则将无数细小的预制弹片，如同倾盆大雨一样的喷洒在地面上奔跑冲锋的日军士兵身上。战场上到处都是日本人的尸体，洼地里汇集着他们的鲜血，整个防线前沿成了名符其实的人间地狱。
为了吸引日军动用最后的攻击部队，在第七山地师坚守阵地一个小时后，部队再次全部撤往第三道防线，同时炮兵的火力也开始减弱。
接到部队攻占中国守军第三道防线，部队正在向第四道防线攻击前进，且中国军队的炮兵火力开始减弱的消息后，日本第二总军司令部的气氛一下子活跃了起来，在经历了战斗发起后痛苦的二个半小时，现在总算看到了胜利的希望。畑俊六元帅命令第36军93师团和第52军234师团，立即渡过河去，加入到对中国守军第四道防线的攻击，乘热打铁，彻底打乱中国军队的防御部署，摧毁中国军队的战斗意志，完成战役任务。
一个多小时后，当日军后续部队赶到第四道防线的时候，中国军队再次撤离阵地，迅速的撤退到下一条防线上。
没有抓住中国守军的第93师团和第234师团，此时士气正旺，见中国守军后撤，随即奋力进行追赶，企图在对方退收回下一道防线之前，抓住对方并在野战中消灭之。
为了尽快摆脱日军的纠缠让第七山地师退守第四道防线，第一山地集团军急忙派出原来打算在反击中使用的集团军直属机械化团，近距离支援第七山地师。同时使用集团军直属150mm加农炮营，对日军冲锋队伍进行了五发急促射。这样才让第七山地师摆脱了日军的纠缠，安全的撤回到第四道防线上来。
此时日军距离战役目标越来越近，除了第224师团对战线左翼火见山的攻击，到目前为止没有取得大的进展。
由于火见山仍然在中国人手上，成为了哽咽在日本人战线左后方的一根难以下咽的刺，畑俊六元帅命令第234师团加大进攻强度，同时命令集结専德寺在的第140师团，火速派出第401、403两个联队赶往火见山东北面，加入第224师团的攻击中去。
日军第224师团在9日夜晚，遭受到中国空军的突袭，部队损失了30%的兵力，在渡河作战中有遭受到第一机步师的火力杀伤，部队有损失了15%，按照作战条例，此时的第224师团应该属于失去攻击能力的范围。但是在第二总军司令部的严令和战斗胜利的鼓舞下，部队坚持向火见山发起了进攻。
由于此时日军炮兵将主要的火力，集中于伊仓町中国防线上，第224师团向火见山的攻击，只能依靠自身小口径直射火炮和曲射炮的轰击上。
攻击刚一开始，立刻被早已准备好了的第一山地集团军直属独立旅打了一个措手不及。对方大量的曲射火炮把炮弹如同下雨一般的砸在自己的头上，其间还夹杂着巨大口径的炮弹（汽油桶抛射的炸药包），这些巨大的炮弹所造成的杀伤，不仅仅表现在对人员的杀伤上，巨大的爆炸声更是震人心魄，在不断杀伤大量己方官兵的同时，也在摧毁着他们的战斗意志。很快，部队的杀伤达到了惊人的75%，整个师团完全失去了进攻能力，只能在好不容易占领的几个山脚建立阵地，和山上的中国军队进行对峙。
当地140师团的两个联队赶来从东北面协助攻击的时候，早已打垮了日军对霊鹫山攻击的第二山地师，调动所属重炮部队，向着发起攻击的第140师团那两个联队进行猛烈的轰击，直接将这4000多人的队伍打垮在攻击的道路上。而第224师团剩余的人员，也在这最后一次的攻击行动中，死伤过半，彻底被打残了。整个师团15000人的部队，只剩下不到2000人能够进行战斗。
日本第54军司令官小林信男中将是一个中国通，对中国古老的兵法有一定的了解，也曾在中国战场上和中国军队交过手。此次山口地区的会战计划一经提出，他就表示坚决反对。但由于计划是日本陆军大本营计划实施的，他随然极力反对，但也无力阻止计划的执行，可他的心中总是感觉到不踏实。
随着四道中国军队的防线被突破，全军上下气氛热烈情绪高涨，唯独他根据中国军队的现有实力和过去的战法和战绩，对日军目前所取得的战果感到不解。当他接到前线部队只用了40分钟就攻占了第五道防线，中国军队在伤亡不大的情况下后撤到第六道防线的时候，心中的不踏实变成了一种不安，生怕谙熟兵法的中国人为自己的部队设下什么圈套。
可从攻击开始到现在为止，除了部队伤亡较大外，进攻没有遇到什么大的问题，战役的发展也进行的十分顺利。
百思不得其解的小林信南中将，信步走出指挥部，来到了屋外想清醒一下自己的头脑。
此时，太阳已经从东边探出了头，阳光开始洒向大地，指挥部用于遮蔽屋内灯光的防空窗帘全部拉开了，远处大地上的景物也开始变得清晰起来，而早晨清凉的空气也让小林信南的大脑为之清醒了许多。
突然，一种预感猛然涌用上心头：如果中国军队这个时候利用空军优势，在白天视线情绪的条件下，对处于平原上的日军部队突然发动猛烈的空袭，部队将遭到严重的损失。更为可怕的是，如果中国军队在强大的空军支援下，向日军空虚的后方实施穿插包围，已经脱离攻击发起点达到八公里的六个师团和四个旅团，必将被包围在伊仓町到番升町之间的平原地带。到那时，已经没有了真正意义上的预备队的日军，等待到的将是灭顶之灾。
想到这里，小林信南中将不禁打了一个寒颤，猛然转过身来，跑步回到指挥部，声嘶力歇的对参谋喊道：“立刻接通畑俊六元帅的电话！”
沉浸在胜利前喜悦中的司令部人员，看到司令官那气急败坏的样子，不禁愣在了哪儿。小林信南见没有人动弹，伸手一把抓起了电话机，死劲的摇了起来，听到总机的声音后，大声的说道：“我是54军司令官小林信南，立刻给我接通畑俊六司令官的电话。要快！”
电话很快被接通了，电话那一段响起了畑俊六元帅兴奋的声音：“小林君，什么事让你这样着急的打电话过来？”
就在小林信南张嘴刚想说话的时候，一阵天崩地裂的巨响传来，爆炸声将小林信南的话直接噎了回去。
8月10日清晨6:15，第一山地集团军的反击开始了。