三路大军的进攻号角同时吹响。
西北方向，167师两个团从南怀化出击。士兵们跃出阵地，向金山西北高地冲锋。最初的三百米几乎没有抵抗，但当他们进入山脚区域时，残存的日军火力点开火了。
机枪子弹从沟壑里射出，掷弹筒炮弹从高处落下。167师士兵们立即散开，依托弹坑和地形还击。迫击炮组迅速架炮，轰击暴露的火力点。
正北方向，独3师两个团从关子村出击。他们的进攻路线更陡，日军居高临下射击，占尽地利。独3师士兵们利用沟壑前进，一点点向上推进。遇到坚固工事，就用火箭筒轰击；遇到机枪巢，就呼叫迫击炮支援。
东面，杨天宇部的两个团从忻口村出击。这边地形虽然相对平缓，但日军工事更密集。东进纵队士兵们采用小组战术，三人一组，交替掩护推进。他们大多是山西本地人，熟悉黄土丘陵地形，知道怎么利用沟壑隐蔽接近。
战斗从一开始就进入白热化。
日军虽然遭到重炮轰击，但核心工事大多完好。残存的士兵战斗意志顽强，凭借地形优势，给进攻部队造成大量伤亡。国军则依靠兵力优势和火力支援，稳步推进。
中午十二点，三路部队都取得了进展。
167师占领了金山西北侧的两个外围高地，将日军压缩向主峰方向。独3师攻占了北坡的三条主要沟壑，控制了上山通道。杨天宇部则拿下了东侧山腰阵地，开始向主峰侧翼进攻。
但代价是惨重的。
“报告师长，620团伤亡三百余人，621团伤亡两百余人。”167师指挥部里，参谋念着战报。
“继续进攻。”代理师长脸色铁青，“告诉团长们，天黑前必须拿下预定目标。”
独3师这边，王振山也在看伤亡报告。七团伤亡四百多人，八团伤亡三百多人。
“让九团投入战斗。”他对参谋长说，“换下七团，让他们休整。”
东面，杨天宇的伤亡更大。东进纵队士兵擅长运动战，但这种硬碰硬的攻坚不是强项。两个团伤亡超过八百人，进展却不如预期。
“他娘的，鬼子还真能扛。”杨天宇在观察所里骂道，“命令炮兵，继续轰击日军主峰阵地。告诉部队，稳扎稳打，不要冒进。”
下午的战斗更加惨烈。
日军收缩防线，集中兵力固守几个核心高地。国军三路部队步步紧逼，像三把铁钳慢慢合拢。炮火持续不断，空军也加入战斗，研驱一驱逐机低空扫射日军阵地，朱雀轰炸机投下成吨重磅炸弹。
到傍晚六点，太阳西斜时，三路部队终于完成了合围。
日军独立第9旅团的六千兵力，一天激战后伤亡超过两千，剩余部队全部被压缩在金山主峰及周边三个高地上。而国军三路部队，像三堵墙一样，从三个方向将他们围住。
池之上贤吉在指挥部里，看着地图上越来越小的控制区，知道最后时刻快到了。但他没有绝望，金山主峰工事最坚固，储存的弹药粮食还能支撑一周。只要守住这里，就能牵制大量支那军，为忻口防线其他方向减轻压力。
“给井关师团长发电报，”他对通讯兵说，“我部已退守主峰，决心战至最后一兵一卒。”
与此同时，金山西北方向，167师的两个团正在加固刚夺取的阵地。正北方向，独3师在清点伤亡补充弹药。东面，杨天宇部在部署明天的进攻。
三面合围之势彻底形成。
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