队作战的只有686团和师直教导队。进入根据地的日伪军大约在八千多人，而八路军用与阻击日军的兵力只有四千多人，不过686团和师直教导队装备已今非昔比，背靠兵工厂，这两支部队装备了一百多门迫击炮，迫击炮弹十分充足。686团和师直教导队占据了有利地形，使用迫击炮猛烈轰击日伪军进攻部队，日军只携带了三十门迫击炮，十门山炮，火力上处于弱势，只能硬着头皮对八路军占据的山头发动进攻。日军发动数次进攻均被击退，在山坡上扔下数百具尸体。指挥此次作战的日军第211联队联队长田中信男大佐见很难攻下八路军阵地，便留下工兵第3联队和伪军继续对大炉村周边的八路军阵地发动进攻，自己率领两个大队抛下重武器，翻山越岭绕过大炉村前往八路军兵工厂。

抗日军赶到大炉村时，田中信男已经率部离开半个多小时了。部队到达战场，官兵们不顾一路上的疲劳，立即投入了战斗。炮兵营一百门火箭炮、两百门迫击炮一齐开火，无数炮弹落进大炉村，村子里的房屋纷纷倒塌，院子里的柴草被炸得漫天飞舞，躲在村子里的日军辎重部队在堆积如山的弹药殉爆中烟消云散。炮击日军辎重部队的同时，对日军炮兵阵地所在的山头也实施了猛烈炮击，排山倒海般的炮弹砸过去，日军的几十门火炮悉数变为废铁。日军突遭炮击，这才意识到自己的后路被抗日军截断了，慌忙停止对八路军阵地的进攻，日伪军纷纷向大炉村周边的几座高地奋力攀爬，试图抢占那些高地负隅顽抗。打掉日军炮兵和辎重部队，炮兵营将炮口对准了日军工兵第32联队占据的几座高地。炮兵营同时对几座高地进行炮火覆盖，躲在山顶的日伪军处于被动挨打的境地，炮弹雨点般落下，日伪军的残肢断臂漫天飞舞。八路军686团吹响了冲锋号，官兵端着刺刀从山顶冲下来，向日军占据的高地冲过去。小坡、林冲见状，也带领本部人马向日军阵地发起了冲锋。炮兵营营长李丹阳命令停止炮击，他将三个炮兵连分别派往三个日军占据的高地，协助步兵攻占日军阵地。

虽然炮兵营密集的炮火给躲在几座高地上的日军造成了重大伤亡，但仍有许多日军躲在棱线后面逃过了炮火打击。这给攻打高地的八路军和抗日军制造了麻烦，冲上山坡的各进攻部队很快就被棱线后面的日军用手榴弹炸了下去。炮兵营官兵及时将迫击炮扛到山下，在几座高地下架起迫击炮，将炮弹抛射到棱线后面的日军阵地。借着密集炮火的掩护，各进攻部队再次爬上山坡，这一次没有遇到激烈抵抗，各进攻部队相继爬上几座高地，棱线后面在密集炮火轰击中侥幸生还的日军试图夺回高地，鬼子兵端着刺刀冲上山顶，一营、二营官兵端起突击步枪，扫射出密集的弹雨，将冲上来的日军悉数击毙。其他几座高地上的一些日军狼狈地逃下高地，躲进大炉村的废墟中，八路军、抗日军的数百门迫击炮、火箭炮集中火力向村子射击，这个小村子怎能容得下如此多的炮弹的轰击，眨眼间里面的日军就被轰成了肉渣。

此时日军第211联队赶到了兵工厂，守卫兵工厂的部队是686团的两个连以及一个由师部后勤人员和兵工厂工人、周边几个小山村的民兵临时组成的守卫部队，将近四五百人，而他们将要面对的是三千多人的鬼子老兵的进攻。所幸兵工厂所在地地势险要，兵工厂工人中有十几人能够熟练操作迫击炮，工人们搬出刚刚生产出来的十门迫击炮和数十枚炮弹，架在险要处向日军射击。日军为了尽快赶到兵工厂，不要说火炮，就连重机枪都没有携带，人数虽多，但在八路军占尽地利优势、火力优势的情况下，一次次敢死冲锋都被密集的迫击炮炮弹无情地粉碎。十几分钟后，抗日军两架直升机飞到战场，榴弹发射器再一次展现凶猛的攻击力，无数高爆榴弹从天而降，落在山谷中，聚集在山谷中的大批日军来不及疏散，榴弹爆炸后产生的无数破片产生
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