4月26日，日軍救援大隊進至距離圭洞約十公里的老隘塘。發現前有堵截，大隊決定當晚實施夜襲，如果夜襲成功，28日即可到達龍潭鎮附近。
夜襲算是成功了，但當他們路過老隘塘西側時，又遭到了數量更多的中方守軍的攔截。救援大隊拼著老命往前攻，然而直到30日仍無進展，更讓他們感到恐怖的是，對面的守軍居然還在不斷增加。
在這段時間裡，五十一師和第一百軍不斷向日軍第一〇九聯隊發動攻擊。中美空軍也連續助戰，反覆對日軍實施掃射轟炸。
會戰之初，由於雪峰山區地形複雜，加上日軍非常狡猾，在中美戰機到達其陣地上空時，就早已做好隱蔽，因此飛機常常找不到目標，出現誤炸現象，甚至有中國軍隊一個步兵連的陣地被自己飛機摧毀的事發生。
為了解決這個問題，魏德邁向前線各軍師派駐了對空信號聯絡組。第一線部隊用紅、白布做成箭頭狀，鋪展在地面，然後讓聯絡官用無線電話機通知機場的作戰指揮室或飛行員，告知他們距信號箭頭前面多少米就是日軍陣地，這樣便大大提高了飛機投彈的命中率。
如果日軍躲起來，一線部隊還必須採取其他更多的辦法，比如派便衣聯絡員潛伏於森林或山頂上，用反射鏡進行指示，又比如組織偵察小分隊，配置在日軍集結地周圍，施放狼煙。
五十一師師部聯絡組有美軍軍官一人，下士官兩人，士兵若干，他們時刻隨中方指揮官行動，根據一線部隊的需要，向飛機駕駛員指示射擊和轟炸目標。
飛機投下的凝固汽油彈點燃了日軍防守陣地上的樹木和鹿寨，日軍在白天的行動因此受到極大限制，他們詛咒「美機的猖狂」，形容中美空軍的空襲行動「震撼山間，其勢恰似南洋海上的急風驟雨」。
第一〇九聯隊面臨的形勢已是危機四伏，但師團長菱田過分低估了局勢的嚴重性，他仍要求該聯隊衝破第五十一師、第一百軍的聯合堵截，繼續做好攻擊龍潭的準備。
就算是對方站著，你也未必有坐的地方，更何況人家已經把板凳全抽掉了。日軍第一〇九聯隊白天只能立足於防守和對空隱蔽，從黃昏開始，才能在山炮的支援下進行小規模反擊。這種反擊有時也能奏效，然而損失很大，而且一到白天往往就守不住了。
現實比人強，聯隊長瀧寺保三郎大佐自行改變策略，決定不再進行反擊，而只求保住現有的第一線陣地即可，同時縮短戰線，撤出了一些明顯守不住的高地。
通過研究圭洞戰場的戰報和所繳獲的日軍資料，以及詢問俘虜、進行空中偵察，邱維達認定日軍第一〇九聯隊經過連續惡戰，已逐漸呈現出疲竭狀態。空中偵察還表明，從山門方向開來了約一個大隊的日軍援兵，但被打援部隊阻止在老隘塘動彈不得，第一〇九聯隊成了孤軍。
機不可失，邱維達遂下令對日軍第一〇九聯隊實施圍殲。4月30日晨，各部隊開始總攻，其中第一百軍第十九師擔任正面主攻，包括五十一師在內的其餘部隊從不同方向進行攻擊。
日軍第一〇九聯隊第三大隊雖然是預備隊，負責為聯隊守備後方，但也多次參與過激烈戰鬥，本身已經人員不足且彈藥缺乏。遭到攻擊後，部隊驚恐萬狀，大隊長命令機要人員準備燒毀電報密碼，同時發給傷病員每人一支步槍，讓人把他們攙扶到指定的射擊位置擔任防守。
日軍缺人已經缺到了見人就抓的程度，危急時刻，連配屬聯隊的炮兵大隊都被當成步兵使用，進入第一線陣地參與防守。
經過一天的猛烈進攻，日軍第一〇九聯隊受到了更為沉重的打擊，成為一支名符其實的殘部。到4月30日夜間，第三大隊的可戰鬥兵員僅剩86人。
另一邊，日軍救援大隊自顧不暇，他們出發時有近千人，沿途不斷損失，當天在老隘塘西側與守軍交戰後只剩下417人，且仍未能與第一〇九聯隊會合。
第一一六師團長菱田與軍司令官坂西是陸軍士官學校的同期同學。坂西深知第一一六師團作為主攻部隊，其成敗對整個會戰關係甚大，因此出兵前夜，曾專程在邵陽為菱田送行。
兩人戰前都承認，有著美式裝備的中國軍隊，其作戰能力將與往日完全不同，但是誰都沒想到會變得如此強悍，而雪峰山的戰局發展也完全出乎他們的預料之外。