午夜发起攻击
午夜时分，随着一颗信号弹的升起，已将敌悄悄包围的我军迅速向敌发起了猛烈攻击。我骑兵连首先从西北角冲进村子，一顿马刀劈杀就将敌警戒分队全部“报销”。接着我特务营和686团12连也从四面杀了进来。一时间，整个独山村响彻了枪炮声、喊杀声和手榴弹的爆炸声。日军在我军突然打击下乱作一团，长田敏江从睡梦中惊醒，马上指挥部下进行抵抗。此时，在村外乱石岗担任警戒的一个连的伪军还未来得及反应，就被我686团10连四面包围后缴械投降了。
长田敏江惊魂稍定后，开始组织兵力试图夺回村外制高点乱石岗。在炮火掩护下，日军以两个中队的兵力向我10连坚守的乱石岗阵地连续发起了6次冲锋，均被我军以手榴弹和肉搏战反击下去，双方都伤亡惨重。当敌军发起第7次攻击时，我10连阵地上仅剩下30余人在顽强坚守。危急关头，日军侧后突然杀出一支队伍。原来这是我远在几十里外执行任务的686团11连闻讯后急行军赶来参战。在我军的两面夹击下，日军的第7次冲锋再次被打垮了。随后，我10连、11连又联手向村中敌军攻去。月光下，到处是我军的大刀、刺刀的寒光闪闪和日军垂死惨叫。几经厮杀，我军肃清了外围之敌，一举夺得日军3门野炮。
经过几个小时拼杀，日军伤亡过半。长田敏江明白这是遇到了前所未见的强大对手。于是，他一面向济南的第23师团发电求救，一面集中所有兵力在20多挺轻重机枪和10余具掷弹筒火力掩护下向我发起连续冲锋，企图拼死突出我军的包围圈。我军则用长征中缴获国民党军的一挺马克沁重机枪很快压住了敌人的火力，将疯狂冲锋的日军成片扫倒。为弥补速射火力的不足，我军还组织十几支步枪集火射击“放排子枪”，很快就将拼死冲出村子的敌军打了回去。绝望中，长田敏江又指挥日军分为数十股战斗群向我军反扑，我军立刻针锋相对将敌分割包围起来。日军官兵虽有不怕死的“武士道精神”，但他们的对手是更为顽强且身经百战的红军老部队，几个回合下来，日军死伤惨重，军官几乎全部战死，阵亡官兵的尸体很快布满了村子的各个角落。
长田敏江感到末日来临，于是他把剩余的官兵集中起来，抢占了乱石岗下的几个旧石灰窑和两处马车店作困兽之斗拼死顽抗。这时，被我军转移出去的老百姓听说八路军正在痛歼日寇，也纷纷赶回来助战，冒着枪弹帮助我军抓俘虏抬伤员。在群众支援下，我军向日军残部发起了最后攻击，经过猛烈的火力突击和惨烈的肉搏战，终于消灭了顽抗之敌。有七八名躲在石灰窑抵抗的日军经我敌工干部喊话争取后，一个个从窑洞里爬了出来，成为当时不多的战场俘虏。几个趁乱逃出村子的日军士兵也被我骑兵连追上活捉。
