第38军教导团团长李振西率部以急行军速度,于16日10时赶到娘子关地区。他在前线指挥部与孙连仲见了面。孙连仲向李振西介绍说:“今晨,我军队旧关发动第二次反击,很不顺利,冯总指挥的两个师到现在还没联络上,我手下的池峰城师才到昔阳境内,娘子关无兵可调,太原又抽不出兵来,娘子关一失,太原就要受到威胁。你们这个团战斗人员比一般的旅还要多,近战武器又好,当面日军今天给我军冲了一下,仓皇钻进沟内,现在趁热打铁,能一下子推到旧关就更好。只要你们夺回旧关,我担保和黄副长官一起,向中央请求扩充教导团。”
李振西:“请总司令放心,我马上率部反击敌人!”
李振西召集各营长研究后决定:采用集中兵力火器、轮番冲击战术,以营为单位,将所有轻重机枪集中起来,分成四个火力组,每组40人左右,带足子弹和手榴弹,步兵跟随机枪兵前进,前一组伤亡大了便停下来,后面一个组接着上去,这样一拨一拨地向日军冲击。
中午时分,教导团按此计划向日军发起攻势,沟内一片火海,反复轮番冲击,日军伤亡惨重。黄昏时,日军扔下几百具尸体,退回旧关。
这时孙连仲来到教导团指挥所。他握住李振西的手说:“老弟,教导团打得好!弟兄们辛苦了!”
李振西说:“可是旧关还在敌人手里,我担心明天天一亮,敌人会卷土重来。”
孙连仲:“老弟说对了。光凭教导团夺回旧关不可能。我已发出命令,明天拂晓,第三次反击旧关,你们可以配合,现在教导团全部进入沟内,如果敌人反攻,跑都来不及。你们不如乘敌人立足未稳,连夜出击,夺回关前的几个山头。我让特务连带来几百条麻袋,你们可以装上土,在旧关前堆成掩体,阻塞道路,加以固守,为明天大部队反击创造条件。”
李振西说:“总司令说得对。今晚我们不把敌人攻走,明天敌人就会把我们攻走,我们干脆去拼一下。”
一直没说话的冯钦哉插话说:“很好!你们夺回一个山头,赏洋五千元!”随即掏出一个小本子,撕下一页写道:“教导团夺回一个山头,赏洋五千元。总指挥冯钦哉。”当着孙连仲的面将纸条交给李振西。
孙连仲命令各部队于17日拂晓开始反击。第38军教导团却提前开始行动:在17日凌晨2时,冲锋号声突然响起,教导团官兵疾风暴雨般冲上旧关周围的山头。睡梦中日军来不及抵抗就被消灭,并炸毁战车四辆,缴获山炮两门,机枪步枪共二百多支,夺回八个山头。
孙仲连说:“钦哉兄,这下你得掏腰包了。”
冯钦哉说:“我写的是夺回一个山头,赏洋五千元;他们夺回八个,怎么赏?”
孙连仲以为他在开玩笑,谁知最后他竟一文没给。倒是黄绍竑拿出三千元奖给了教导团。
17日拂晓,连战一日两夜的教导团官兵正在睡梦中,突然一阵山崩地裂般的巨响把他们惊醒。日军十多架飞机在头顶上轰炸、俯冲、扫射,一排排炮弹吼啸着飞来。教导团官兵被炸得肢体破碎,鲜血遍地。紧接着,日军战车和步兵冲过来。李振西迅速组织起部分官兵,拼命抵抗。但在日军猛烈攻击下,伤亡累累。李振西令团部所有人员全部上阵,苦战两个多小时,才将日军击退。入夜,教导团所余官兵趴在血泊中等待天明。……
18日凌晨,李振西接到了孙连仲的电话:“老弟,池峰城到了,马上去接替教导团的阵地。”当日傍晚,原有三千人的教导团,李振西带着仅剩二百多人撤离了阵地。
黄绍竑决心夜袭旧关。19日凌晨2时,各部队开始攻击。第31师一部攻入旧关,经激烈肉搏和巷战后,日军退据旧关以南高地顽抗。拂晓,日军援兵到达向旧关反击。第31师突入旧关的部队被迫撤回原阵地。8时,第35旅一部协同第31师攻占旧关东、西两侧高地,另一部向旧关以东进攻。
战至14时,日机十余架对中国部队反复轰炸,使各部队暂停攻击。18时,中国部队乘夜幕即临、日机飞走之际再行攻击。第30旅迅速攻占了核桃园,并以第159团向旧关挺进,企图乘势肃清旧关日军。因友军未能协同,孙连仲命该旅退回原阵地。
第17师当面的日军,自13日晚攻占雪花山后,其主力增援旧关日军作战,仅一部兵力在雪花山附近与第17师乏驴岭守军对峙。19日晨,日军攻击重点由旧关转向乏驴岭。日军在飞机大炮支援下,向第17师阵地发起全面进攻。激战至13时,乏驴岭南阵地被日军攻占。守军伤亡惨重,第49旅旅长耿介志率余部50多人退到北阵地。15时,荆蒲关阵地守军只剩30余人,战至黄昏后,向葛丹撤退。
至此,第17师在井陉、雪花山、乏驴岭一线浴血奋战九昼夜,伤亡官兵五千余人。撤离时师长赵寿山胡须都白了,仿佛老了三十岁。
后来,为纪念娘子关战斗,第17师成立了一个“血(雪)花剧团”,其中一首战歌唱道:“我们在乏驴岭上,誓死与阵地共存亡。我们在雪花山上,血花沾满我们刀枪。井陉车站夺大炮,娘子关外毁车辆……”
守军三次反击未能奏效,且伤亡惨重。此时平汉路元氏方面日军北撤,其一部仍集结于石家庄附近,企图沿正太路西进。黄绍竑遂令各部向娘子关附近转移,旧关反击战结束。