昆仑关下，两军整日整夜进行着最残酷的厮杀。
为了加紧围歼昆仑关之敌，杜聿明下令荣誉第1师派一加强步兵团从右翼包围九塘。副军长兼师长郑洞国得令后，派第3团团长郑庭笈率部夜行军从右翼高地袭击九塘日军阵地。该团连夜猛攻，第二日中午占领了九塘西侧高地。下午4时左右，郑团长用望远镜观察九塘敌阵地，发现公路边的大草坪上有鬼子集合，并有一个军官在讲话，立即命令第1营在高地上占领阵地，迫击炮连、重机关枪连集中炮火向这群鬼子打击，“轰隆——”一发迫击炮弹击中了目标，鬼子被炸倒一大片，其余没死的纷纷向九塘逃窜。
这一炮可以说是一神炮，直接炸死了日军在昆仑关的最高指挥官——第21旅团长中村正雄少将。
随后，昆仑关关口第二次被收复。
谁知日军见旅团长被炸死了，发疯似的报复。昆仑关关口易守难攻，日军在四周大炮火进行侧击，使中国军队伤亡很大，关口又被夺去了。从12月20日至22日，第5军与日军激战了两天，仍没将昆仑关拿下，并且日军增援的千余人还冲进了昆仑关。远在重庆的蒋介石对此十分不满，严电前线指挥官白崇禧：“限10天内攻占昆仑关，否则军法从事。”
白崇禧接到电令后，在林蔚、徐庭瑶陪同下来到宾阳第5军司令部，召集团长以上的军官会议并训话。
白崇禧传达了蒋介石的电令，检讨了连日作战的得失，但他没像蒋介石那样蛮横不讲理，较为客观地分析了情况，还总结了连日作战的经验，说：“我认为第5军官兵作战是勇敢的，攻击精神是旺盛的，虽然敌人炮火猛烈，飞机轰炸扫射，仍能奋不顾身，前仆后继，给敌人以重大杀伤，并夺取了一些重要据点。不足的是，战前侦察不周，敌情欠明，我军兵力分散，火力也不够集中，没能突出重点，以致对敌打击不力，虽对敌形成包围，但围而不困，致使敌人援兵得以冲进昆仑关，敌阵地得以加强。”
根据这些分析，杜聿明和军参谋长黄翔研究两得两失的原因。杜聿明认为日军在关口的两侧高地有坚固的堡垒式工事，配备轻重武器，组成交叉火网，封锁了我军对关口的进攻，说：“若不先消灭敌军在昆仑关四周的高山据点，光攻占关口，还是无法立足。如何拿下四周的高山据点呢？”
“那就要改变原定作战方案。”黄参谋长说，“我看采用要塞式攻击法，将各据点分配给第一线师各团负责，同时攻击，逐次攻克，比较好。”
“好，先解决各据点，同吃饭一样，一口一口地吃。”杜聿明说。
随后，黄翔下令将新编第22师主力调为主攻部队总预备队，只留少数兵力在五塘、六塘扰敌后方；荣誉第1师第3团负责攻打主攻据点。
24日拂晓，荣誉第1师以主力向昆仑关前面的得而复失的重要据点——罗塘进攻，士气旺盛，在下午4时完全占领了罗塘及其附近高地。这次战斗，击毙日军官兵200余人，缴获小钢炮及步、机枪1000余件。
同一天，日军南宁派来的援兵几次拼命向五塘、六塘新编第22师第65团第1营阵地进攻，企图打通交通线，几次冲到阵地前，杀声震天，但被击退，五塘、六塘仍在第1营手中。
接下来几天的战斗异常激烈，一方要攻下，一方要守住，而地势又如此险要，任何一方都没有地利可言，完全是靠官兵以血肉之躯相拼，彼此对据点的争夺形成拉锯战，昆仑关附近的441、653高地和罗塘据点得而复失，终究被日军占去了。日军完全拿出了集体拼命的架势，伤亡十分惨重，冲在最前面的，往往是那些凶悍的指挥官，因此他们的伤亡更为惨重，在南宁的日军华南派遣军总部不得不好几次用飞机从空中投下指挥官来指挥战斗。空投下来的，先还有用棉衣和海绵包裹着的酒坛子，酒坛子常常摔坏，酒全没了，后来干脆空投用铁皮桶装着的工业用高浓度酒精，供鬼子们兑着喝。大小鬼子们喝得酩酊大醉，然后发着酒疯冲杀下来，每天中国军队都是和这些酒疯子拼杀，把自己也弄得浑身酒气。
眼看限期就只剩下最后一天了。12月29日，杜聿明根据几天的战斗情况判断，昆仑关外围据点，基本已被第5军占领，敌人已成强弩之末，于是调整部署，以新编第22师为中央队，接替荣誉第1师担任主攻；将伤亡较重的荣誉第1师改为右翼队，将担任预备队的第200师调为左翼队。军直属的第1、2、3补充团改为预备队，位置于新编第22师后跟进，随时支援新编第22师的战斗。并令配属军作战的第159师以一个团从第200师南侧迂回敌后，攻占日军重要制高点653高地。
12月30日拂晓，各部队又开始了进攻。两个15公分口径榴弹营逐次集中射击，猛向昆仑关及各制高点发射。这种炮过去很少用过，炮弹轰击的地方炮声隆隆，硝烟冲天，威力十分巨大。炮弹落处，日军的阵地、工事、通讯设备尽皆摧毁，简直有“挖地三尺”的神效。激战至11时左右，新编第22师攻占了昆仑关邻近的同兴、石寨和罗圩及其东南各个高地；荣誉第1师夺取了昆仑关西南重要据点441高地；第200师攻占了昆仑关南侧的枯桃岭、同平两据点，逼近八塘、九塘；第159师也乘势攻占了653高地。至此，昆仑关外围据点，均被第5军各部占领。
但是，日军仍喝着酒精冲兑起来的劣质酒作困兽之斗，垂死挣扎，多次举行反扑，均被击退，盈尸遍野。各部乘胜直追，新编第22师第65团首先冲入昆仑关，与日军展开白刃战，勇猛地将残敌肃清。第200师也占领了八塘。残敌向南宁和邕江沿岸狼狈逃窜。至此，第5军完全收复了昆仑关。
这次昆仑关之战堪称血战，共歼日军四五千人，第5军伤亡一万四五千人。昆仑关克复后，昆仑关高地日军盈尸遍野，无一生存，山上遍地皆是千人缝、佛像、护身符、太阳旗和武运长久的白布条。日军在好几处地方焚烧战死官兵的尸体，有的还正在焚烧中。战斗结束后，精疲力竭的第5军将阵地交由第99军和第26军接守，全军奉命转移至思陇、宾阳地区进行整补待命。
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