9月20日下午，隆隆的炮聲拉開了汀泗鎮戰役的序幕。
汀泗鎮是咸寧的南大門，是通往武昌的必經之道。汀泗鎮卡在岳陽通往武昌的官道上，是正在修建中的粵漢鐵路所經過的一個小鎮，以汀泗河為界，河西屬蒲圻，河東屬咸寧。鎮東有一片連綿起伏的山崗，塔腦山為其制高點。適逢連日大雨。全鎮西、北兩面為洪水包圍，為守軍增添了一道天然屏障，欲通過該鎮直下武昌，攻擊方只能從東、南兩面攻擊高地，從而撬開北進的大門。
守衛鎮東高地群的是中華民國第一師第四團，其前身即第九鎮第三十四標。黃興抵達武昌後，接管了武昌義軍的指揮權。黃興的到來一定程度上改變了革命黨在武昌群龍無首，互不統屬的局面，至少林述慶部表示完全接受黃興的指揮。
於是，黃興將第九鎮改編為民國第一師，任命林述慶為師長，轄第一、第二兩旅共四個步兵團及一個炮兵團。林述慶率第九鎮前出蒲圻、咸寧一線求戰的部署也得到了黃興的認可。黃興另將黎元洪第二十一協起義部隊改編為第二師，自任師長，以黎元洪為副師長，轄第三第四兩旅四團，但缺編甚大，於是大力招募兩湖會黨群眾以充實第二師，該師尚在編組整頓中，充任武漢三鎮之守衛任務。
上海通電一發，黃興及宋教仁、譚人鳳判斷龍謙不再和談了，戰爭難以避免。為了堅守汀泗鎮陣地，挫敗蒙山軍可能的進攻，黃興從其他部隊，特別是原黎元洪部抽調了大批武器，除了炮兵外，更是將機關槍全部集中於第一師，林述慶當然將其補充至自己的親信部隊第二旅（原十七協），使得第二旅的實力得到很大加強。
民國第一師四團擔負汀泗鎮之正面守備，團指揮所設在塔腦山，三個營分別佔據了鎮東各高地，在兩軍對峙的日子裡，四團在林述慶的督率下狠命地構築工事，囤積彈藥。第二旅的另一個團，即三團部署在四團後面的鎮子里，準備隨時增援。
林述慶在視察陣地後向黃興報告，「天時地利均在我方，決督率所部，挫敗蒙山軍凶鋒。」
攻擊方為蒙山軍第一師第三旅，展開了兩個團，七團從南面攻擊，九團從東面攻擊。第一師炮兵團在七團以南佔領陣地，集中了24門大炮，其中75mm的山野炮各6門。
憋足了勁的炮兵在半個小時內將六百餘發炮彈傾瀉到鎮東高地上，三點二十五分，七團與九團同時向高地發起了攻擊。
受上海建國的鼓舞和孫大總統親自表彰的激勵，林述慶決心在蒲圻咸寧一線擊敗蒙山軍南方軍部隊。既然已經前出至此，就沒有不打這一仗的道理。林述慶深知汀泗鎮的重要，受斧頭湖、魯湖、梁子湖的限制，南軍北進，必須從幾大湖泊中間穿過，汀泗鎮就卡在咽喉上。此地若失，武昌將敞開大門，直接受到南軍的攻擊了。這也是林述慶堅持將戰線推進至蒲圻咸寧的緣故。
對面的蒙山軍已經來了許多天了，一直在晃來晃去的來回調動，並未發起真正的攻擊。這給了林述慶以信心，他們也不願意打！但自昨日起，越來越多的跡象表明，南軍要發起攻擊了！
林述慶親自趕至四團督戰，決心在這裡挫敗自內戰打響以來一路順風順水的蒙山軍。
林述慶對部隊做了動員，「滿清韃子已經退位，中華民國已經成立了！黃興元帥已經抵達武昌！打贏蒙山軍，大家都是開國元勛。為了給趙伯先等先烈報仇雪恨，為了中華民國，我們決不後退！」
四團是林述慶的老部隊，他相信革命黨成員眾多的第四團會在汀泗之戰中起到中流砥柱的作用。
20日下午展開的戰鬥一開始就非常激烈。蒙山軍第三旅對鎮東高地連續發起了兩次衝鋒都被打了下來。因為地形限制了兵力的展開及步兵火力的發揚，因為沒腳的泥濘限制了進攻方的行動，更因為第三旅自戰爭爆發後基本沒有打過什麼硬仗，這支戰前大量補充了廣東巡防營士卒的部隊沒有打出應有的氣勢，甫遇死傷便退了下來。
兩次不成樣子的攻擊失利令督戰的封國柱大怒。立命將九團六連長及七團二營長就地槍決。理由是臨陣退卻。提升九團六連一個死戰不退投彈不止班長為連長，表現相對出色七團二營五連連長為營長，因為五連一直釘在半山坡上，沒有聽從營長的命令跟其他兩個連退下來。
這一招震撼了三旅。尤其是被槍決的七團二營長，是封師長的老部下，蒙山軍勤王北上後封國柱留守根據地時親手招的兵，該營長在廣州成親時封國柱親自主持了婚禮並掏了一個大紅包。現在說斃就給斃了！
「誰把老子的話當放屁，老子就把他的腦袋當球踢！繼續給老子打！團長親自帶隊給老子沖，天黑前打不下塔腦山，一律撤職，下去當伙夫！」封國柱紅著眼朝軍官們吼道。
進攻在五點恢複，七團和九團在封國柱的嚴令下拼了命，由軍法處組織了督戰隊，凡是擅自退卻的官兵，就地槍決！七團和九團的團級軍官們親自帶隊攻擊，不計傷亡地猛衝，前進一段，就地掘壕鞏固，然後再往上打。蒙山軍這一玩命，讓守軍受不了了。當跟進的迫擊炮不斷摧毀守軍本來就稀少的重機槍火力點後，守軍開始崩潰。戰至傍晚六時許，除了塔腦山主陣地外，周圍高地大部分被攻佔。
七團和九團承受了嚴重的傷亡。陣亡官兵的屍體布滿了山坡。陣亡者多是新兵，無論是戰場經驗還是戰鬥意志，新兵都和參加過兩次以上戰鬥的老兵不能相提並論。
三旅指揮官們親臨一線，調整兵力，集中火器（主要是迫擊炮），因為重機槍陣地構築困難，且處於仰攻狀態，三旅旅長郭海昌親自到承擔攻擊塔腦山陣地的七團，組織了十九門迫擊炮轟擊敵陣，掩護部隊主攻，決心在天黑前攻佔主陣地。
但對塔腦山的攻擊尚未展開，民軍的反擊開始了。林述慶也紅了眼。他緊急調上了預備隊三團實施反擊，如果自己吹噓的模範陣地被對手半日所破，丟失汀泗鎮天險不說，部隊的士氣怕是要塌了！
兩支立志推翻滿清的軍隊在塔腦山高地展開了殊死的搏殺。在三旅旅部指揮戰鬥的封國柱嚴令部隊不得後退一步！同時命令炮團集中火力打擊民軍縱深，減輕一線攻擊部隊的壓力。參謀長姜義柳提出的將八團使用上去換下傷亡過大的七團的建議當即被封國柱拒絕，「打塔腦山及汀泗鎮，兩個團夠了！拿下汀泗鎮，七、九兩團撤下休整，該記功記功，該發獎發獎，拿不下陣地，全部打光為止！」
姜義柳覺得封國柱有些意氣用事了，但他無法否決封國柱的決定，封是前敵總指揮，他的命令只能被龍謙否決。為這件事越級報告總部嗎？將來還怎麼與師長共事？
率領特種作戰大隊抵達前線的石紀彭找到封國柱，說他們已經摸清了這一帶的地形，提出乘夜率特戰大隊泅水摸入敵後，摧毀民軍炮兵的建議。立即得到了封國柱的批准，「很好，司令很器重你的兵，這是你們第一次亮相，可不要墜了司令的名頭！」
「放心吧，一定將大炮給你奪過來！」石紀彭已經反覆勘察了地形，決定從東面二十里一個叫李角寨的地方繞過去。特戰大隊早已摩拳擦掌，求戰心切了。
戰鬥繼續進行著。
7月20日爭奪汀泗鎮東高地的戰鬥是第一師北伐以來最為殘酷的戰鬥。下午五點多鐘下起了雨，兩軍冒雨廝殺，一些陣地反覆易手，血水流入低洼處的水潭致其變色。
至夜幕降臨，三旅兩個團擊退了民軍生力軍的反擊，除了塔腦山主陣地及後面一個小高地未下外，其餘高地全部掌握。封國柱終於下達了暫停攻擊的命令，帶著幾名衛士在郭旅長的陪同下上七團實地查看後，決定用八團換下七團，明天一舉摧毀塔腦山。
但團長馬靜安堅決不幹，「你不能這樣，老子的兵死了一大堆，卻讓八團撿便宜？不行！」
郭海昌心想，敢在師長面前自稱老子的也就是你這個愣頭青了。馬靜安不是別人，正是蒙山寨老兵馬面。龍謙曾親手教訓過此人。此人在反李純進剿的戰役中腿部重傷，還是他企圖強姦的黃玉親手為他開刀做的手術，為此瘸了一條腿。第五鎮南下時，馬面已是營長，廣東大擴軍時龍謙親自提升其為團長，並為他取了新的名字：老馬你性子太急，我給你一個名字，靜安，安靜地想一想，就不會犯錯誤了。
封國柱重重地拍了馬團長一掌，「好，這才是咱蒙山軍應有的勁頭！老馬你不要心疼傷亡，打完這仗，老子給你補兵，補滿！不過，還是要給你一點部隊，調八團一營給你。」
「不！老子明天帶警衛連上，一定將塔腦山給你奪下來！八團上來，算誰的功勞？」馬面繼續頂撞。
但馮國璋並不生氣，「嘿嘿，不過老子不許你親自上。你得給老子活著！明白嗎？咱們蒙山寨殺出來的老弟兄不多了。」
「當然要活著。魯山哥已經佔了京城，俺還要逛皇帝住的宮殿呢。」馬面咧著嘴笑。
20日的戰鬥讓林述慶不再託大了。對手火力兇猛且兇悍異常，讓承擔反擊任務的第三