下午五點，日軍第三師團所屬第六聯隊到達春華山西側。聯隊派出的尖兵中隊經過搜索，未發現中國軍隊的蹤影，於是向聯隊長報告：「敵已退卻，不見蹤影，就此繼續前進。」
聯隊長重信吉周大佐知道花谷先遣隊正在山的東側接戰，他不相信西側會沒有中國兵，便以炮隊鏡進行仔細觀察。
炮隊鏡又稱剪形鏡，它不同於一般的望遠鏡，原先是炮兵用來測定坐標的一種雙筒潛望鏡，後也用於步騎兵搜索，其觀察距離和視野都較大。透過炮隊鏡，重信看到了一個中國士兵的頭部，馬上斷定春華山西側高地也有中國軍隊固守。
加藤大隊奉命對高地展開攻擊，很快也領教到了「虎賁師」擅長固守的特點。儘管五十七師在春華山立足未久，但他們已經在高地松林中構築出了相當堅固的陣地，而且在火力組合和發揮上一如既往地出彩。加藤大隊展開攻擊不過半個小時，已經不斷出現傷亡，其間，他們曾一度進入高地端部，五十七師見狀，即以軍官帶頭衝殺，將日軍趕了下去。
加藤大隊接著投入預備隊，從反攻部隊的右端切入，在擔任指揮的中隊長下島陣亡的情況下，經反覆三次衝鋒，在晚上六點奪下了高地。
至此，春華山被日軍完全佔領。五十七師師長余程萬隨即下令佔領天鵝山，與日軍對峙。
當五十七師下午激戰於春華山的時候，向永安鎮開進的五十八師也遇到了麻煩。作為先頭部隊的五十八師一七三團原以為撈刀河南岸會有友軍駐防，沒有料到那裡早就空無一人，他們只好臨時為橋樑站崗，而此時日軍第三師團第十八聯隊的森脅大隊正好沿著橋樑直衝過來。
進入永安和橋樑邊的只是一七三團的少數尖兵部隊，也就剛剛來得及在橋頭插一桿團旗，猝不及防之下，不僅橋樑失守，團旗也被日軍奪去了。
見情況緊急，五十八師後續部隊進行猛烈反擊，將森脅大隊和跟隨前進的日軍第三師團司令部攔腰斬斷。
正打到難解難分，土屋大隊趕到，日軍兵力加厚，師團司令部這才得以擺脫危機。此時雖然敵我戰線異常錯綜複雜，但師團長豐島房太郎中將綜合各方面信息，仍做出了眼前出現的中國軍隊就是七十四軍主力的結論。
豐島看出七十四軍的防守勢態尚未完備，乃是乘人之危的最好時機，於是下令各部對七十四軍「予以擊滅」。
入夜之後，花谷先遣隊首先對天鵝山展開進攻，雙方激戰徹夜，但在「虎賁師」面前，日軍未佔到一點便宜，至第二天凌晨，不得不退卻下去。五十七師乘勢發起反擊，重新佔領了春華山。
晚上六點，日軍第十八聯隊（含森脅大隊、土屋大隊）攻入永安，然後繼續向五十八師實施急襲。五十八師則依託永安以南一公里的一四七高地頑強固守，戰鬥十分激烈。
午夜兩點，在師長廖齡奇的指揮下，五十八師突然轉入反攻。霎時間，機步槍聲、手榴彈聲、軍號聲衝破雲霄，震撼大地，官兵們排山倒海一般地向日軍猛撲過去。
到處都是手榴彈的爆炸和白刃發出的寒光，槍支之間的鏗鏘碰撞以及被刺殺者臨死前的凄厲慘叫，讓這個夜晚成了死神的樂園。五十八師連續發動三次反擊，森脅大隊的兩名中隊長戰死，日軍攻勢因此受挫。
日軍主力部隊的進攻通常都是在短距離內以密集隊形進行衝殺，一旦中途被遏止，便盡量保持無聲無息，絕不輕舉妄動。中國軍隊對日軍的這一戰術特點也很認可，稱它符合《孫子兵法》中所說的：「善守者，藏於九天之下，善攻者，動於九天之上。」
可是現在不是需要中規中矩的時候。日軍打破了常規，大隊長森脅常市少佐親自指揮一個小隊加入衝鋒隊伍，冒著五十八師的迫擊炮和手榴彈匯成的彈雨，拚死往高地上猛衝。在日軍不顧死活的衝擊下，一四七高地終告失守。其後五十八師雖多次發起反擊，但均未能夠奏效。
此後，土屋大隊在山炮的支援下，又向五十八師據守的另一處高地——一五六高地北側台地發起衝鋒，併當即予以佔領。五十八師則還以顏色，擲出的手榴彈雨點一樣落向北側台地，作為土屋大隊基幹的第七中隊傷亡了六十餘人，中隊長西谷誠太郎大尉以下軍官一次性全部陣亡。
當晚的激戰基本是平分秋色，誰也沒能夠完全壓倒誰，然而日軍第三師團損失慘重卻是一個無法迴避的事實，僅第十八聯隊中就戰死中隊長八人，所屬旅團傷亡達八百餘人，其中大部分官兵都折損於永安之戰。
得知第三師團損失不小，阿南「深為同情」。在此情況下，日軍第三師團還強打精神，申請擊破七十四軍後再向株州追擊，被阿南很體貼地給駁回了。
另一方面，對七十四軍自投羅網式地出現在自己的包圍圈內，阿南又「欣快萬分」，他在當天的日記中寫道：「第七十四軍終於進入永安市（即永安鎮）附近，破敵良機業已到來。」
在研究第三師團的戰報之後，阿南、木下及其作戰參謀們更深刻地認識到，湘北戰場的中國軍隊雖多，有些部隊的作戰士氣也很旺盛，但能在作戰精神和戰鬥力方面起骨幹作用的仍然是七十四軍。現在既然已經掌握了這支部隊的確切位置，當務之急是要一口吃掉，其他什麼株州、平江，甚至於長沙，都可以暫且放到一邊。
根據參謀們的意見，阿南決定集中戰場上的主要兵力實施大規模圍殲戰。他讓日軍第三師團繼續保持與七十四軍的戰鬥接觸，同時命令第六師團急速南下，與第三師團協力圍攻七十四軍，而其他師團則負責對中方第十軍、第三十七軍、第二十六軍進行牽制，使之不能增援春華山。