日軍第六師團此前對七十四軍是只聞其名，雙方從未面對面地交過手。9月27日黎明，前衛部隊松村大隊到達撈刀河畔，讓他們深感詫異的是，中國士兵與其距離已經非常近，卻不知什麼原因始終一槍不發。
松村大隊派三個步兵中隊向春華山逼近，一千米，三百米，兩百米，一直保持沉默的五十七師突然發作，開始用機步槍集中猛射。子彈射來的方向非常刁鑽，多為斜射、側射，來自正面的射擊很少，日軍在陣地前遺屍累累，到這時，松村大隊才感到自己確實是遇到了勁敵。
當天天氣情況良好，使得日軍可以投入大量的航空兵，協同第六師團、第三師團進攻七十四軍，戰局迅速惡化。
戰至中午，在黃花鎮指揮作戰的王耀武發現日軍防線出現破綻，遂命令五十七師步兵指揮官李翰卿率野補團迂迴春華山以北，向東側擊，以支援五十七師。
李翰卿奉命向日軍第六師團側翼發動猛攻，一下子打亂了日軍陣腳，卻不料一批日軍援兵正好也於此時趕到戰場，又從後面將野補團給包圍起來。
李翰卿深知戰鬥已到了有進無退的關鍵時刻，如果不將這股日軍援兵擊退，不但野補團本身不保，五十七師陣地也會被敵軍突破。
一般情況下，中國軍隊在防守時都會以火力將日軍阻擊於一定距離以外，為的就是限制日本兵在劈刺術上的優勢，實在需要發起白刃戰，也要爭取在以多打少的情況下進行，但野補團既無足夠火力，也無充足人數，他們別無選擇，只能縱身一搏。
李翰卿跳出工事，大聲疾呼：「弟兄們，全局勝敗在此一舉，我們只能以生命報效國家了，不怕死的，跟我沖！」
李翰卿端起刺刀，率先沖向敵陣，士兵們被他的精神感召，紛紛躍出工事和日軍展開搏殺。在這場血腥的白刃格鬥中，李翰卿以身殉國，隨其作戰的一千餘名部屬也一同血灑疆場，場面極其慘烈悲壯。
在李翰卿率部發起決死攻擊之後，日軍又投入第四師團一部攻擊五十七師左翼，等於用兩個師團同時夾擊五十七師，但正是因為李翰卿部沖亂了日軍第六師團的陣型，從而減輕了五十七師的防守壓力。余程萬重新調整防守部署，以當日即傷亡三千人的代價，頂住了日軍的兇猛攻勢。
這時候第五十八師卻支持不住了，在日軍第三師團及第六師團一部的夾攻下，參加第一線作戰的兩個團，僅連排長就傷亡了半數以上，力量遭到極大削弱。接著，該部便遭到分割包圍，各級指揮官均對部隊失去掌握，混戰不到幾個小時，即全師崩潰。
本來是兩把寶劍，如今折了一把，王耀武只好把最後一張牌甩出來，命令作為預備隊的第五十一師增援春華山，幫助軍直屬團收容五十八師殘部。
當七十四軍作戰不利且五十八師業已崩潰的消息傳至中國指揮中樞時，不僅薛岳感到不知所措，連蔣介石也震驚不已，因為蔣介石早已視七十四軍為中國最有戰鬥力的部隊，從未設想過這支王牌部隊會面臨如此困境。
為保全七十四軍，薛岳不得不接受長沙可能淪陷的現實。下午五點，他向王耀武發出命令：全軍後撤至瀏陽河以北。
在三個師都已與日軍糾纏在一處的情況下，不是說撤馬上就能撤得下來，起碼還得先擋住對方的攻勢才行。五十一師前推之後，各團分別佔據要點，以阻滯日軍的進攻勢頭。當天傍晚，五十一師防守陣地再次遭到敵人猛攻，師長李天霞見日軍的進攻主要集中在一個不寬的窄面上，便估計日軍是想先突破一點，再延至全部。為了防止陣地被突破，他決定收攏防線，將部隊由兩側向中間集中。
與五十一師相鄰的五十七師因傷亡慘重，也在收縮防線。古語說得好：「禍常發於所忽之中，而亂常起於不足疑之事。」兩個尚有戰鬥力的師不約而同地這麼一收縮，在結合部上就形成了一個很大的空隙，而正是這一空隙，給七十四軍引來了一場大禍。
通常情況下，日軍沒有夜戰或夜襲的習慣，可是如果有機可乘，他們也絕不會予以放過。晚上八點，日軍第六師團的兩個聯隊以黑夜作為掩護，從五十一師、五十七師結合部滲入，很快就突破了五十一師陣地，並將其截擊分割成數段。各個山頭都吹響著日軍的衝鋒號，機步槍聲不絕於耳，師、團、營都失去了聯繫，只能各自為戰。
李天霞向南跑到一座小山後面的民房裡，他一邊派師部特務連佔領山頭抵抗，一邊讓通訊連迅速尋找各團架線聯繫。通訊連一通找，只找到兩個團的團長，而這兩個團長也分別只掌握一個營。
混戰至半夜，特務連陣地被日軍攻破，師指揮所被迫南撤。因為沒有嚮導，走了沒多遠又和日軍遭遇，師部被衝散，五十一師變得更加混亂。
日軍發動的夜襲本來是淺嘗輒止，沒有想到縱兵深入，但在連續取勝的刺激下，不再有人考慮什麼常規不常規，大部隊乘夜直接奔襲黃花鎮。