元月19日，也就是多田駿六座機被擊落的第二天凌晨五點整，華中野戰軍對岳陽城發起總攻！
幾百門大炮齊聲怒吼，黑洞洞的炮口噴射出一個個巨大的火球，密密麻麻的炮彈滑過晴朗的天空，鋪天蓋地砸向岳陽城。日軍防線頓時山搖地動、火光衝天，城牆被打出了一塊塊巨大的缺口，磚石瓦礫漫天飛舞，中間夾雜著武器和人體的碎片，在陽光的照時下，帶著淡淡的紅色；濃重的煙霧很快把整座城市籠罩起來，剛剛露出半張臉的太陽馬上躲進了無盡的硝煙和烈火之中。
長達半個小時的炮火準備之後，遠程火炮開始延伸射擊，猛烈轟擊城內的日軍據點，與此同時，四個齊裝滿員的步兵團在四十餘輛坦克的掩護下從岳陽東面發起攻擊，向已經洞開的城門和缺口處衝去，輕重機槍的射擊聲和槍榴彈、迫擊炮的劇烈爆炸聲響徹雲霄。
攻擊部隊剛剛衝到殘破不堪的城牆前，廢墟和煙塵中間突然冒出無數日軍的身影，手中的武器噴射出條條火舌，並且不時投擲大量的手榴彈；城牆根前的地堡也全力開火，輕重機槍把數以萬計的子彈激射而出，隱蔽在城牆後面的37毫米反坦克炮用近乎瘋狂的速度發射炮彈，死命阻止鋼鐵怪物的靠近。
數以百計的戰士倒在日軍的火力網中，後面的戰士更加兇猛地沖了上去，手中的武器噴射出復仇的火焰；肩負開路任務的坦克把坦克炮抵近射擊，逐步擴大城牆的缺口，然後開足馬力，向城裡碾壓過去，大隊步兵吶喊著跟了上去。
岳陽城內的建築大部分都是磚瓦結構，少有鋼筋混凝土結構的，如果被坦克沖了進去，日軍將完全陷入被動挨打的境地，於是毫不猶豫地發動了瘋狂的反擊——綁滿了爆炸物的日軍士兵接二連三地從城牆一躍而下，筆直地墜落在坦克的頂蓋上，猛烈的爆炸之後，坦克就失去了行動能力，從攻堅的利器變成了難以逾越的障礙。隨後，日軍把目標對準了坦克後面的步兵，不斷發動肉彈攻勢，打退了中國軍隊的第一次進攻。
親臨前線指揮的薛岳當即命令進行第二輪炮擊，徹底粉碎日軍的頑抗！
雷鳴般的炮聲再次激蕩起來，數以千計的炮彈再次劈頭蓋臉地向日軍防線砸了過去，城牆在反覆轟擊下一斷斷坍塌下去，露出一道道幾米、甚至十幾米寬的缺口，近千名日軍士兵被埋在了瓦礫之中。
重炮的轟擊還沒有停止，超過一百門75毫米輕型步兵炮就被推到距離城牆只有三四百米遠的地方，然後直接瞄準城牆上的目標射擊，逐個肅清日軍火力點。緊接著，輕重機槍的射擊聲爆豆般地響了起來，坦克掩護著大隊步兵又開始了衝鋒。
遭到重創的日軍火力強度大為減弱，很快就被攻擊部隊衝到城牆下面，然後從豁口裡面向城區突擊。然而，剛剛衝出兩三百米遠，突擊部隊就被日軍的火力網給包圍了！
城中的大街小巷早已經布滿了沙袋、木柵欄等障礙物，每個十字路口都有鋼筋混凝土築成的三角堆，密密麻麻，擋住了坦克的去路，街道兩邊的樓台、窗口、門洞，到處都是噴射的火舌，手榴彈雨點般的砸了下來！攻擊部隊一邊用手中的自動武器還擊，一邊向坦克的四周靠攏，然後在坦克的掩護下與日軍對射；沖在最前面的一輛坦克面對無法逾越的障礙，飛速調轉方向，向街道旁邊的民房筆直地撞了過去，兩米多高的磚牆應聲而倒，埋伏在裡面的日軍連慘叫都沒發出就被碾成肉沫，坦克迅速進入一條小巷，然後城區深處狂奔而去，把巷道里的雜物撞得四處飛濺，後面的坦克急忙掉頭，緊緊跟了上去。
十字路口的沙袋後面連續飛出幾發37毫米反坦克炮彈，一發炮彈直接穿過倒數第二輛坦克的車體側面，然後在坦克裡面引爆，坦克的上半部分被炸成碎片，殘骸把剛剛撞出來的道路重新封死。最後面的坦克炮塔側面中彈，迅速燃起熊熊烈火，坦克手毫不畏懼地調轉方向，迎著不斷飛來的反坦克炮彈沖了上去，坦克炮在高速行駛中連續射擊，炮彈接二連三地落在沙袋四周，一聲聲爆炸之後，反坦克炮變成了啞巴。瀕臨爆炸的坦克在撞上混凝土障礙物之前，猛地向右一轉，筆直地撞進了一座二層樓房的底部，整棟樓房在劇烈的爆炸聲中化為灰燼！
坦克的犧牲為後續部隊的集結爭取了寶貴的時間，得到輕型火炮和火焰噴射器增援的步兵立即分成無數個戰鬥小組，迅速沒入大街小巷之中，從日軍的側背發動攻擊，而部署在城外的炮兵群，則對前線部隊表示出來的目標區進行覆蓋性射擊。當密密麻麻的炮彈落下去的時候，地動山搖，目標區被衝天而起的塵埃和烈火完全籠罩住，當炮火向下一個目標區轉移之後，塵埃散開，目標區內的所有建築和地堡都被炸得支離破碎。
日軍指揮官在攻擊部隊巨大的壓力下，不得不連續投入預備隊，並不斷發動大規模的『肉彈攻勢』，妄圖把中國軍隊趕出城區，於是根據慘烈的巷戰開始了！
當日軍的注意力和大部分兵力被牢牢牽制在城東的時候，中國軍隊的兩個步兵團分乘十幾艘汽艇和近百艘漁船，在空軍轟炸機群的掩護下，橫渡南湖，在岳陽城南面的磨子山和雄雞山兩處同時登陸，然後向日軍金鶚山炮兵陣地和岳陽樓日軍司令部直插而去！
日軍指揮官匆忙把憲兵隊和司令部的警衛部隊派了出去，利用居高臨下的優勢節節抵抗，遲滯對方的進攻，躲藏在洞庭湖畔的兩艘輕型驅逐艦也接到命令，準備在當天晚上進入南湖攔截中國軍隊的運輸船隊。
這時候，城東的戰鬥已經進入了白熱化階段！
日軍苦苦堅守著城中的每一條大街、每一條小巷、每一棟樓房、甚至每一堵廢墟，子彈打光了就拼刺刀，刺刀折斷了就把步槍當棍子使，最後就赤手空拳上來硬拼，而更多的日軍士兵選擇了『肉彈』這種殺傷力最大，痛苦最短的反擊方式！
中國軍隊以堅忍不拔的毅力頂住了日軍的一輪又一輪瘋狂反撲，一寸一寸地把戰線向前推進，每佔領一條街道，立即把炮兵觀察點向前移動，然後用密集的炮火反覆梳理日軍陣地，最後才進行集體衝鋒；坦克編隊則不斷實施小範圍迂迴，包抄日軍的後路，迫使其後退，逐步壓縮日軍的生存空間。由於日軍的抵抗異常激烈，攻擊部隊的傷亡很大，薛岳就不斷地投入新銳部隊，接替戰鬥，總是兵力保持在地形允許的上限，對日軍始終維持著壓倒性的優勢！
激烈的戰鬥持續了整整一天的時間，夜晚的戰鬥更加激烈，有數雙方的陣地犬牙交錯，形成你中有我，我中有你的態勢，因而變成規模空前的混戰！
此起彼伏的照明彈發出耀眼的白光，燃燒彈和燃燒的民房、建築物熊熊燃燒，滿城都是火光和硝煙，如同白晝一樣。岳陽城內的大街小巷，到處是殘缺不全的屍體，橫七豎八地鋪滿了路面，殷紅的血跡到處流淌，宛如大大小小的紅色河流，衝鋒的士兵稍不留神便會滑倒。
岳陽日軍自知後退無路，橫山勇也不可能派來增援，只有擊退中國軍隊才能殺出一條生路，所以打得更加瘋狂，每當天空出現短暫的黑暗，日軍就從藏身處跳出來，對中國軍隊的防線進行猛烈突擊，許多小股日軍更是穿街過巷，悄悄滲透到防線後面，然後再發動突然襲擊。然而，在嚴陣以待的中國軍隊面前沒有佔到任何便宜。
與此同時，驅逐艦的偷襲行動也以失敗告終——十幾艘汽艇再加上大口徑岸炮的支援，使日軍艦艇完全處於下風，兩艘驅逐艦一艘被擊沉，一艘甲板被擊穿之後落荒而逃！
激烈的槍聲徹夜不息，等到黎明的曙光再次照在這座古城上空的時候，中國軍隊立即發動了迅猛的攻擊。這時候，岳陽日軍已經從昨天早上的兩萬八千餘人減少到不足萬人，儲備的彈藥也消耗殆盡，已經沒有能力發動反擊。
下午兩點半鐘，攻擊部隊把青天白日旗插在了金鶚山主峰，日軍在岳陽城內只剩下最後一個據點——岳陽樓！
出乎薛岳預料的是，日軍指揮官竟然在這個時候拋棄了部下，匆忙登上驅逐艦，向洞庭湖深處逃去，這時候，成百上千的傷兵正躺在洞庭湖畔冰冷的地面上，在痛苦的折磨中等待死神的降臨！
四點十分，聚集在岳陽樓石牆上的千餘名日軍士兵端著刺刀向包圍在四周的中國軍隊發起了自殺式攻擊！幾十挺機槍同時開火，把蜂擁而上的日軍一片片掃倒，戰士們腳下很快就匯聚起一攤攤污血，面前的屍體幾乎堆成了一座小山！
槍聲平息之後，帶隊的營長大聲命令道：「凡是求饒的一律不殺，多抓軍官！」說罷抬手一槍把一個勉強站起來的日軍擊斃，然後抬腿向日軍屍體中間走了過去。