12月18日,左翼隊之榮譽第一師,向當面之敵發起逆襲,及至拂曉,於戰車及砲兵的協力下先後奪取金龍山、仙女山、老毛嶺、441高地、600高地、石寨隘、同平、枯桃嶺，並有一部已進迫九塘附近，當該師乘勝續攻崑崙關及其附近要點時，先是遭據守崑崙關附近之日軍固守陣地、負隅頑抗，復在其飛機五架及增援部隊的支援下向我反撲下，激戰至夜，戰況陷入膠著、形成對峙。

右翼隊方面,新22師師長邱清泉於18日凌晨,向五塘、六塘之日軍部隊,發起攻擊.戰至22時,完全肅清日軍部隊.佔領五‧六塘.左側支隊亦趁夜攻下八塘,使日軍無法增援崑崙關.而今村均中將聞崑崙關有警,急令於高峯隘佈防之臺灣旅團,迅速向崑崙關支援.

19日拂曉,擔任主攻之榮譽第一師,向653高地展開仰攻,但遭遇日軍小川中隊的頑強抗擊.小川部隊為臺日混合編組之山地作戰部隊,熟悉地形,軍風強悍,再加上亦配備了拔刀隊,戰力更猛.榮譽第一師一再猛攻,非但徒勞無功,反遭至重大傷亡.國軍安朝宜上尉及楊訃明中尉,率大刀隊持手榴彈直衝敵陣,但日軍拔刀隊亦躍出戰壕,雙方短兵相接，反覆衝殺，摶鬥非常慘烈，終將日軍大部殲滅並完全占領653高地，崑崙關遂在我瞰制之下，是役，擊斃日軍小川大尉以下官兵百餘名.

653高地的慘戰,令杜聿明心生警惕,下令停止攻擊.原本根據桂軍所提供的情報,杜研判21旅團在向龍川行進時,主力應在五塘、六塘,在崑崙關的守軍,只是守備部隊,戰力並不為懼,再加上日軍部隊主要目標,應是攻下鎮南關,以切斷國際援華物資,因此崑崙關應不難攻下...

但653的慘戰,讓杜警覺,只怕...崑崙關方是日軍的主力所在.因此,杜聿明立刻調整部署,令第200師配屬戰車一連及以砲兵主力支援，加入正面的攻擊，同時以榮譽第一師主力包圍敵之左側背，另以一部截斷九塘至崑崙關間之連絡，以新編第二二師及左側支隊繼續遮斷八塘至四塘間之交通，阻敵增援。

12月20日,200師在戰車連及砲兵的火力支援下,向崑崙關攻擊前進.榮譽第一師亦向敵之側背發起逆襲,戰況一度進展相當順利.上午十時,我軍戰車部隊,攻進崑崙關,步兵京亦挺進崑崙關之東、西、北三面,日軍被迫向九塘方向撤退.未幾,日軍重組兵力,向崑崙關展開反擊,並施放毒氣,步兵力不能支,退出崑崙關.我軍戰車部隊,在敵砲強力反擊下,亦不得不退出陣地.

20日清晨,21旅團旅團長中村正雄,親率千餘人,附七、八門山砲,在敵戰車部隊及空軍的掩護下,對新22師發起攻擊,雖突破五塘、六塘部份陣地,但新22師沉著應戰,將日軍困在當地,無法前進,也由於戰況不利,今村師團長下令佔領龍州的及川支隊,迅速趕回增援.

21日,崑崙關日軍彈藥、糧食均缺,又苦待援軍不至,日軍實施空投補給,企圖加強崑崙守軍的實力,可惜風向問題,大都掉入我軍陣地,反而增強了我軍的攻擊力.此時日軍中的臺籍士兵,發揮了強大戰鬥力,不僅與我軍搶奪有限的補給,也在山林之中,尋找可食之物,以延長部隊戰鬥力,頑強抗擊.

是日黃昏,21旅團一部約七百人,秘密地自七塘附近的小徑,向八塘前進,仍遭遇新22師的迎頭痛擊,僅剩數十人進入八塘,無力再前進.

22日,第五軍第三度對崑崙關發動攻勢,戰況慘烈,但仍無進展.23日拂曉,第五軍步戰協同,發起第四次的攻勢.200師進攻同興北端高地,598團第一營奮起衝鋒,與日軍拔刀隊歷經十飪次的拼戰,終佔領同興北端高地,崑崙關守軍陷入重圍,情況危急.

值此同時,困守於五塘-八塘的21旅團,為救援崑崙關,乃集中旅團主力,強行突圍北上,被國軍圍於九塘地區.24日早晨,旅團長中村正雄督戰時受傷,延至25日,終傷重不治身亡.21旅團無力再戰,據守待援.