從五月四日開始，雙方就在潘家口水庫西南岸展開激戰。
按照羅耀武的部署，一個建制完整的新編集團軍在漢兒庄、灤陽與灑河橋設置了一塊三角形的防禦陣地，而從第四十集團軍抽調過來的步兵師駐紮在南面的三屯營。雖然這道防線不算很牢固，但是對付第十山地師綽綽有餘。
別忘了，第十山地師實際上是一支輕步兵部隊。
雖然在山區內作戰，第十山地師的優勢非常明顯，特別是在獨立航空旅的支援下，第十山地師幾乎所向披靡，但是到了平原上，與正規軍交戰，第十山地師就沒有多少優勢了。在攻堅作戰中，第十山地師更加無能為力。
到了唐山北面的遷西縣，基本上已經離開了山區。
雖然在潘家口水庫附近，仍然有不少的山巒，但是大多海拔不高，坡度也不大。加上附近有比較完善的道路交通體系，所以第十山地師的突擊能力難以得到發揮，在面對中國軍隊的堅固防線時，明顯缺乏突擊能力。
打了兩天，第十山地師都沒能取得突破。
這下，問題暴露了出來。
雖然從寬城縣出發，美軍能從二五一省道南下，然後向東推進，攻打青龍縣，但是第二十六集團軍已經退到了青龍縣，並且在第四十集團軍西面布防。如此一來，美軍只能直接攻打第二十六集團軍的正面防線。
更重要的是，這麼做，無法實現戰役大迂迴，也就無法包圍第十五集團軍。
要想圍住第十五集團軍，就得在遷西縣取得突破，然後沿二六二省道南下，佔領唐山市西面的古治縣與灤縣，再進一步攻佔灤南縣與樂亭縣。因為第十五集團軍很有可能在局面不利的情況下主動退卻，所以這一路進攻必須迅速快決，絕不能耽擱。只要耽擱幾天，讓羅耀武摸准了美軍的意圖，圍殲第十五集團軍的計畫就將落空。
到時候，失去的肯定不是一次戰役級別的勝利。
別忘了，羅耀武的東北軍正在得到加強。
大批主戰裝備正源源不斷的送到前線，之前在戰鬥中遭受重創的第三十九集團軍、以及戰鬥力沒有得到恢複的第六十五集團軍，甚至連剛剛編入東北軍的第二十七集團軍的戰鬥力都在迅速提升。
只要給羅耀武足夠的時間，就能讓這三個集團軍重新投入戰鬥。
到了這一步，就算第十山地師南下成功，建立起了包圍圈也沒有多少意義，反而有可能被中國軍隊圍殲。
問題是，帕特里奇手裡沒有預備隊。
毫無疑問，這就是美軍兵力不足產生的直接後果。
雖然第二騎兵師覆滅對美日聯軍的作戰行動產生了很大的影響，如果第二騎兵師還在的話，帕特里奇就不會讓第十山地師打主攻。但是從根本上講，經承德的後勤補給線也只能保證兩到三個美軍主力師的作戰補給，無法增派更多的部隊。
受此影響，在五月六日夜間，帕特里奇不得不考慮投入第一零一空中突擊師。
在此之前，帕特里奇也想過，讓第四步兵師向東轉移，可他最終還是放棄了這個想法。
第四步兵師在興隆縣拖住了第十六集團軍，如果向東轉移，第十六集團軍也會做出針對性的防禦部署，使得在遷西縣的進攻行動變得更加困難。要知道，即便第四步兵師投入全部兵力，也不見得能夠突破第十六集團軍的防線。在增加相同兵力的情況下，防禦一方獲得的好處明顯超過了進攻一方。
更重要的是，興隆縣是進軍北京的跳板。
從會戰的最終目的出發，就算讓第四步兵師向東轉移能夠有所幫助，帕特里奇也不願意因此放棄進軍北京的橋頭堡。
問題是，第一零一空中突擊師與第十山地師有同樣的問題，即缺乏攻堅能力。
事實上，第一零一空中突擊師在戰術使用上與第十山地師有很多相似之處，兩者最大的區別在戰略部署能力上，即第一零一空中突擊師是一支戰略機動部隊，能夠在較短的時間內通過空運部署到任何一處地點，而第十山地師是一支戰術機動部隊，戰略部署能力遠遠比不上第一零一空中突擊師。
當然，這並不會影響到兩支部隊的戰術使用。
在進攻作戰中，第十山地師與第一零一空中突擊師都比較擅長低空突擊，即依靠戰術空運、特別是直升機的垂直空運在較為複雜的地區執行作戰任務，因此其主要打擊對象應該是分散行動的小股敵人，而不是敵人的主力部隊。
受此影響，僅僅投入第一零一空中突擊師，肯定不會有多大幫助。
雖然第一零一空中突擊師的奔襲能力非常突出，能夠直接越過敵人的防線，攻佔敵人後方的重要據點，但是中國軍隊在進行防禦部署的時候早就有所提防，比如羅耀武就將戰鬥力最強的部隊放在了後方。
帕特里奇別無選擇，只能把日軍押上去。
萬幸的是，隨著第二機步師在北面取得突破，與第七步兵師會師，又打通了與承德的地面交通線，所以帕特里奇能夠將C集團軍與D集團軍編內的日軍主力師團調過來，彌補E集團軍兵力上的欠缺。
五月七下午，兩個日軍主力師團趕到。
雖然在戰鬥力上，日軍遠不如美軍，特別是在美軍作戰艱難，無法為日軍提供有效支援的情況下，日軍的戰鬥力下滑得非常厲害，但是龐大的兵力彌補了戰鬥力上的欠缺，使日軍擁有了不可低估的攻擊能力。
僅在五月七日夜間，兩個日軍主力師團就輪番發動了十多次進攻。
戰鬥打到最激烈的時候，雙方甚至是漢兒庄打起了肉搏戰。
當天晚上，羅耀武就不得不向漢兒庄增派預備隊。
五月八日上午，在三屯營的防禦有所鬆動的情況下，美軍第一零一空中突擊師出動了一個旅的兵力，突擊了三屯營東南的白廟子，對遷西縣城構成了威脅。
雖然這股美軍的兵力並不多，而且缺乏地面進攻能力，但是在當天白天，美軍就向該地投送了兩個裝備輕型牽引火炮的炮兵營與大量炮彈，並且設置了一處直升機起降場，開始用炮火封鎖通往前線的道路。
受此影響，中國軍隊的後勤補給線受到了巨大威脅。
雖然在此之前，羅耀武已經讓作戰部隊在前線囤積了不少作戰物資，但是中國軍隊的作戰物資本來就不多，所以能夠送到前線的也就不多。
到五月八日夜間，補給線被完全切斷的時候，前線部隊只剩下了三天的作戰物資。
如果在以往，羅耀武肯定會讓部隊突圍。
這次，他卻沒有立即下達突圍命令。
雖然羅耀武早就知道，守住遷西縣的希望並不大，畢竟美日聯軍的優勢擺在那，但是過早丟掉遷西縣，必然會對接下來的戰鬥產生嚴重影響。要知道，當時東北軍的幾個主力集團軍正在補充作戰裝備，時間比什麼都要寶貴。
受此影響，直到五月十一日凌晨，羅耀武才下達了突圍命令。
向西面的遵化突圍顯然不可能，因為幾條通往遵化的道路都被美日聯軍切斷了。向南面的遷西縣突圍也不可能，因為過不了白廟子就到不了遷西縣。因此只能向東突圍，經碾子峪前往青龍縣，或者從碾子峪南下，走縣道與鄉道，在遷西縣東面集結，在侍機前往遷安，最後返回唐山。
毫無疑問，這是一條極為艱難的突圍路線。
美日聯軍很快就發現了守軍的突圍行動，並且及時佔領了碾子峪東面的路口，擋住了中國軍隊前往青龍縣的道路。這也很好理解，第二十六集團軍與第四十集團軍都集中部署在青龍縣，如果再加強一個新編集團軍，美日聯軍將很難打下青龍縣，而能否及時打下青龍縣將決定能否圍殲第十五集團軍。
可惜的是，當時在青龍縣西面活動的美日聯軍並不多，所以沒能及時佔領碾子峪，也就沒能堵住突圍部隊。
事實上，帕特里奇並沒把這支突圍部隊放在眼裡。
當時他已經知道，擋住第十山地師的只是一支新編集團軍。經過數日激戰，該新編集團軍的傷亡非常慘重，最終突圍的官兵只有一萬多人，且半數都是傷員。這樣一支部隊，顯然很難對美日聯軍構成威脅。
受此影響，突圍部隊在到達碾子峪之後，只能轉向南下。
最終，這支將美日聯軍阻擋了一周的部隊順利到達遷安市，並且在接受整編之後轉移到了唐山，參加了隨後的唐山戰役。
一支新編集團軍能在兩個美軍主力師與兩個日軍主力師團面前堅持一周，絕對是個不小的奇蹟。
問題是，隨著遷西縣北面的中店子失守，中國軍隊的防線上出現了一個巨大的漏洞。
因為三個主力集團軍還沒能完全恢複戰鬥力，其他四個主力集團軍全都在戰線上，就連新編集團軍都用上了，所以羅耀武手裡沒有兵力去堵住這個漏洞，也就無法阻止美日聯軍攻打遷西縣。
打到這一步，不管羅耀武是否願意承認，都得考慮收縮戰線了。