據守火車站的日軍，是日軍鐵道第5聯隊吉川部隊，配屬日軍第114聯隊直屬通信中隊，戰鬥力很強，他們依託工事和車站建築、機車庫負隅頑抗。
正是因為火車站一帶戰鬥的膠著，使背靠伊洛瓦底江的日軍面對遠征軍取得了一個極佳的正面支撐點。這裡對從西向東壓來的遠征軍來說，是日軍防線最中央的位置，將其拿下可以把密支那城區日軍切成兩段。這種誘惑無論對史迪威還是鄭洞國都是難以克制的，而日軍也深知此處一旦失守，整個密支那的防禦體系就將崩潰。所以，雙方不斷增兵，圍繞著日軍構築的堅固的「火車頭要塞」陣地，展開了激烈的攻防。
然而，儘管付出了重大代價，「火車頭要塞」陣地始終沒能拿下。這裡成為日軍防禦的典範，直到密支那戰役末期，面對兵員耗盡的日軍，中國遠征軍才終於將其攻克。
拿不下「火車頭要塞」，一個重要問題，出在遠征軍對進攻的組織上。國民黨軍在傳統上存在忽略將士生命，進攻時偵查不利，一味要求前線人員猛打猛衝，以「不怕死」來奪取敵軍陣地的做法。在現代化的攻防體系面前，這種作戰方法很難取得成果。
有一部同樣反映遠征軍反攻緬北戰役的紀實作品《戰場上的蒲公英》，描述了國民黨軍在進攻時的這種迷茫。當時，遠征軍第103師正在進攻松山日軍陣地：
「四周儘是些已死的和快死的人，不斷有人中彈倒地，死去的人無聲無息，受傷的人大聲地哭號。可軍官們卻不理睬那些傷者的哀嚎，只是急切地命令：『上！快上！』蔡智誠（作品主人公，當時的一名新兵）看見王光煒（第103師前敵總指揮）和陳永思團長也從陡坡底下爬上來了，正督促著士兵繼續前進。
「於是只好在恐怖中向前走。最可怕的是看不到敵人的位置——只瞧見身邊的人不斷地死去，卻不知道開槍的人在哪裡，那感覺真像是遇到了鬼一樣。
「蔡智誠問：『日本鬼子躲在什麼地方啊？』
「『他們在坑道里，這裡看不見，走近些就能看見了，』游湘江（連長，在本次戰鬥中陣亡）回答。
「再走近些？這裡距離日軍陣地差不多有200米，再往前走還要被打死多少人？蔡智誠想起槍的射程只有40米，不由得暗暗叫苦，他覺得自己一定等不到和鬼子交火就死掉了……
「再往前走，彈坑越來越多，死屍越來越多，敵人的槍彈也越來越密集，進攻的隊伍只能跳躍著、躲閃著，曲折前進。」
在這種情況不明的狀態下，對著機槍的密集火力發動進攻，效果和損失可想而知。而日軍作戰素質的確不可輕侮。抗戰勝利後，原國民黨軍預備第二師第6團團長方誠上校根據自己的親身經歷，寫成一本名叫《八年抗戰小史》的小冊子。該書於1946年在昆明出版，受到陳誠、李根源等國民黨元老的高度肯定，認為其有為這場戰爭總結經驗，明辨得失的作用，較為客觀。方誠用23條對比評析了中日兩軍當時在各個方面的不同。比較結果是，除「領袖英明」和「全民抗戰」兩條外，日軍竟有21條佔優。例如第二條：「敵中級以上官佐，其戰術修養比我高一至二級，下級軍官比我高二至三級；至於士兵素質，我簡直不能與敵相比。」又如第13條：「獨立作戰精神；我軍一連有時尚不能獨立作戰，敵兵一班甚至一名，擔任搜索、掩護與阻擊時，常能發生很大效用。第一次南寧作戰，我軍追擊數師，因受敵一班掩護之兵力，而遲滯數小時前進。」結論：「就作用而言，敵兵可望以一當五、當十，我軍若無五倍十倍優於敵人，則不能殲敵……」
雙方綜合素養的差異的確較大，筆者認識的一位八路軍老戰士回憶，第一次和日軍作戰時，最令他驚異的是，日軍普通士兵也有的身上帶著照相機。
在印度經過美式訓練的遠征軍，大約是當時國民黨軍中的翹楚，但是短期的訓練仍然不足以彌補整體素質的不足，特別是軍官對戰場的適應速度和戰術調整能力。他們攻下了火車站周圍的各個陣地，只有「火車頭要塞」令人無可奈何。
打下密支那火車站之後，遠征軍的軍官才發現，原來那個「火車頭要塞」之所以頑強，固然和使用堅固的火車頭和鋼軌構築工事有關，但另一個重要原因竟然不在地面以上——在這個要塞的各個火力點之間，日軍都設有地下交通壕相連。在中美炮兵進行火力準備，用炮火轟擊日軍陣地時，大部分日軍都隱蔽在要塞以外，只有當遠征軍步兵發起攻擊時，他們才會從交通壕進入射擊陣地，實施阻擊。所以，中方炮火雖猛，日軍傷亡卻不大。而美軍顧問（因為採用美式裝備作戰，在密支那的遠征軍中，美軍顧問的作用和權力都很大）呆板的炮擊後衝鋒的戰術從不改變。據說，美軍直到沖繩戰役時，才第一次採用了不炮擊直接夜間偷襲的戰術。
這個教訓的確夠深刻的。火車站等處的激烈攻防讓雙方流盡了鮮血，根據日軍統計，在整個6月間，密支那守軍陣亡千人，大雨中整個戰線後都是傷兵和雙方反覆爭奪中遺留下的屍體，密支那呈現出消耗戰特有的慘烈特徵。
但是，也正因為看到火車站無法拿下，中國遠征軍才變更思路，改變主攻方向，變從西向東進攻為從南向北進攻，給日軍造成了致命一擊。
7月11日，調整部署後的中國遠征軍留下第42團繼續攻擊火車站，主力調到外線，再次發動攻擊，第150團突破日軍在密支那南郊「第一條橫馬路」部署的防線，成功攻入市區！
在緬甸的史料中，戰前的密支那是一座南北長3公里，東西寬1.5公里，依傍伊洛瓦底江綿延的美麗城市。這裡被稱為緬甸文化的北限，也是緬北鐵路的終點。日軍佔領密支那時，以第18師團進駐此地，當時的日本官兵對密支那整齊的行道樹和美麗的英印混血女郎印象深刻。這裡甚至還有兩座緬北罕見的電影院。商隊通過這裡，可以北向西藏，南向緬甸，西向印度，東向雲南。這一優勢讓密支那商業繁盛，它的政府機構和居民住宅集中在北部，而整個城區的南部都是商業區，以販賣寶石和木材著稱。
而到了1944年的雨季，這一切都在中日兩軍的炮火中不復存在。參加作戰的中國老兵回憶稱：「打下的密支那，甚至沒有一堵齊腰高的牆和一根聳立的電線杆。」這座城市南部精巧的商業區成為兩軍殊死爭奪的地帶，也是中國軍隊最終突破日軍陣地，攻入密支那城區，將日軍擠入死地的關鍵地區。
對於密支那的戰鬥，中國和美國的史料記載有著不同的特色。美國方面的記載含糊其辭，彷彿這就是一場在泥濘中的混戰，而經過一系列充斥著流血、喝罵、威脅的戰鬥，80天混戰的結果日本軍隊終於選擇了放棄。
這肯定是不對的。在中國軍隊包圍圈中，有一名日軍軍官後來僥倖突圍，戰後成為日軍第114聯隊老兵聯誼會的主要幹部，他寫了一本書來形容密支那之戰，名字叫做《鐵與肉彈——密支那八十天的攻防》。這個日軍軍官就是原第114聯隊副官平井裕郎大尉。在他的書中，他詳細記述了日軍在密支那的防衛工事。這是一套嚴格依據日軍條例，並經過長時間構築的要塞化防線。戰鬥中日軍還不斷拆取民房加固工事，加上數千名長期經過武士道訓練的日軍官兵，密支那不可能通過一場無組織的混戰就能攻克。
中國方面的記載較為詳細，記錄遠征軍部隊在鄭洞國、潘裕昆等將領指揮下，攻入密支那城區後，先後從「第一橫馬路」進攻到「第十一橫馬路」的過程。他們先後在這11條被當作防線的馬路上與日軍展開激戰，最終將日軍打垮。這樣的描述，很容易讓我們想起一些歷史上著名的巷戰戰例。然而，緬甸出版的密支那地圖上，根本就沒有「第一橫馬路」這一類的地名，讓我們感到無從核對遠征軍的戰果。
面對今天的密支那地圖，兩邊的記載似乎都有點兒對不上號。
幸好，有一些執著的人用他們的努力為我們解開了答案。專門研究遠征軍歷史的戈叔亞先生，曾經數次深入緬甸現場調查。2008年3月，戈書亞先生和原遠征軍第50師師長潘裕昆將軍的女婿晏偉權先生，在密支那進行了長達十天的艱苦工作，在當地華僑艾元昌先生的幫助下，他們終於揭開了「11條馬路之謎」的答案。
他們首先確定了中國遠征軍從密支那南部鍥入市區之地「第一條橫馬路」的位置。因為這條馬路是日軍密支那市區南面的第一條防線，雙方爭奪最為激烈。一旦確定了這條馬路，其他的十條馬路就可以依此類推。
這條馬路有兩個極為獨特的特徵：第一，它是「西北—東南」走向，而其他所有十條馬路都是「東—西」或者「南—北」走向）；第二，這條馬路的路面比附近要高出來一點。日軍正是依靠這一點將其改建成了一道堅固的防禦工事。
2004年2月，戈叔亞曾到密支那進行過考察。在密支那南郊，中國老兵李廣鈿的兒子帶著他們，到第二小學門口尋找第50師的墓地。他在旁邊看到一