在悔恨之下，段祺瑞最終還是決定固守待援，因爲現在突圍，段祺瑞心裡實在是沒有什麼把握，在突圍的過程中，清軍很可能在義勇軍的圍攻下崩潰，而固守的話還能夠多堅持幾天。
當然如果選擇固守待援，是需要有援軍才行，不然也是死路一條。不過段祺瑞認爲如果自己給鐵良、良弼再寫一封信，向他們陳明利害關係，畢竟他們是這次進剿的主將，一但進剿失利，兩人都是難辭其咎的，因此如果兩人收到自己的這封信，一定會出兵來救援自己，而且同時段祺瑞又給第二鎮統領王英楷寫了一封信，請王英楷看在同僚之誼的情份，出兵救援自己。雖然現在義勇軍己對清軍完成了四面包圍，但還是有一些空隙，少數人還是可以利用這些空隙逃出去的，也可以說這兩封信寄託着段祺瑞的全部希望。
另外現在的段祺瑞多少也有幾分自暴自棄的心態，寧可在原地固守待援，也不冒險突圍，如果鐵良、良弼兩人不發援軍來，自己就在這是全軍覆沒，以身殉職，也是讓這次進剿徹底失利，這樣鐵良、良弼也就脫不了責任。
送出了信之後，段祺瑞也下令全軍加強守備，準備迎擊義勇軍的進攻。而段祺瑞也估計，援軍趕來最快也要三天時間，最慢就不好說了，十天半個月都有可能，不過段祺瑞認爲自己能夠守5-6天的時間，到不是清軍的戰鬥力不夠，而是攜帶的彈藥只有這麼多。現在清軍的總兵力約爲2萬7千左右，其中北洋三鎮的軍隊還有約1萬餘人，另外還有7千餘後勤輔助士兵，還有近萬餘其他軍隊，和義勇軍相比，人數的劣勢並不是十分明顯。
而就在第二天，義勇軍向清軍的陣地發動了進攻。首先在清軍的正面陣地，集中了75毫米野戰炮兵團全部72門75毫米野戰炮，以及華東政府在戰前緊急支援過來的6門125毫米野戰炮，向清軍的陣地展開了猛烈的炮擊。
雖然北洋新軍是按照近代軍隊的樣式編制訓練的軍隊，也十分重視火炮的運用，但畢竟是缺少實戰經驗，而且火炮戰術的理念還是歐洲10年前的落後思路，一來是北洋新軍的戰術操典主要是參考的德國陸軍，德國教給北洋新軍的只是一些日常訓練的科目或普通的戰術，而最新炮兵戰術當然不可能教給北洋新軍的；二來是這個時代的戰術也是在不斷的變化中，每次局部戰爭之後，各國都會有一大堆軍事專家進行分析研究總結，不斷的修改並完善既定的戰術，而在這方面，清廷顯然是功課做得不夠。而義勇軍裝配的火炮雖然不多，但運用火炮的戰術思路無疑是這個時代最先進的，這次就是集中火力，進行覆蓋性炮擊，在戰場局部形成優勢火力。
義勇軍的火力幾乎覆蓋了清軍的整個前部陣地，爆炸的聲音基本沒有停止過，而揚起的硝煙、塵土將清軍的正面陣地全部淹沒。守在陣地上的清軍也沒有想到過，義勇軍的火炮打擊竟會如此猛烈，而且清軍的陣地佈置顯然也沒有考慮防炮擊設計，因此造成了大量的傷亡，不過還是有相當一倍份清兵是對猛烈的炮擊產生了恐懼心理，逃出了陣地，結果被炮擊炸死。
段祺瑞坐在自己的指揮部裡，聽着外面的炮擊爆炸聲音不絕於耳，而桌上的茶杯都震掉到地上摔碎了兩個，萬沒有想到，這夥匪賊的炮擊會如此猛烈而密集，雖然段祺端號稱北洋之虎，其實到現在打過的仗也不過是一些平匪滅寇之類的小仗，那裡見過什麼大的陣仗，這麼驚人的聲勢，就連平時訓練也沒有這樣大規模的炮擊，因此這時段祺瑞臉色蒼白，扶着茶杯的手還在發抖。
義勇軍的炮擊差不多持續了30多分鐘，共計打出了6000餘發炮彈，而爲了準備這場反圍剿的戰爭，義勇軍準備的炮彈一共也只有1萬餘發。等到炮擊結束之後，清軍的正面陣地己被炸得一遍狼籍，面目全非了。
隨後義勇軍才正式從各戰線向清軍的陣地發動進攻，而由於清軍的正面陣地基本己被義勇軍的炮擊摧毀，守軍傷亡近半，剩餘的士兵也都無心再戰，義勇軍的士兵衝進清軍的陣地之後，清軍根本就無力再戰，紛紛敗退，幸好是這時段祺瑞還沒有放棄戰鬥，將預備隊派上來增援，和攻入清軍陣地的義勇軍士兵展開了白刃作戰，這纔算是免強暫時阻擋住了義勇軍的攻擊。
不過這時義勇軍的士氣如虹，鬥志昂揚，因此人人奮勇，個個爭先，而清軍這時卻是軍心底落，何況雙方的軍事素質、作戰經驗也相差無幾，清軍並不比義勇軍強多少，結果在刺刀交擊、寒光閃過之後，倒下的十有六七都是清兵，結果雙方激戰了20多分鐘之後，清軍終於招架不住，向後撤退而去。
這時段祺瑞的手裡只有自已的警衛隊了，在指揮部前佈置好了防線，準備迎戰己經突破了清軍正面防線的義勇軍。而義勇軍突破了清軍的正面陣地之後，立刻分兵三路，兩路去支援兩側的義勇軍，還有一路則繼續向前進攻，直搗清軍的指揮部，和段祺瑞的警衛隊展開了激烈的戰鬥。
而且清軍其他陣地也都遭到了義勇軍的猛烈攻擊，雖然清軍的其他陣地並沒有遭到義勇軍的炮擊，但義勇軍的進攻仍就十分兇猛，而且義勇軍裝配了迫擊炮、擲彈筒、通用機槍，儘管裝配的比例比人民軍要差得多，但對清軍來說，這些武器仍然是強大的火力支援，甚致可以壓到清軍的火力，因此也給清軍的陣地造成了巨大的壓力，也不可能抽調兵力去增援正面陣地，還有的陣地甚致還向段祺瑞救援。
段祺瑞現在也是焦頭爛額，沒想到戰鬥會是這樣的結果，原來還想着可以堅守3、5天時間，那知看這樣子，只怕是連1天都守不住了，就算是鐵良、良弼派兵來援助自己，只怕也是來不及了，因此段祺瑞的心裡也不禁暗暗的後悔，如果早知道堅守待援會是這樣的結果，那還不如冒險突圍呢。
雖然突破了清軍正面陣地的義勇軍己分兵三路，因此段祺瑞的警衛隊還能免強支撐，但估計也撐不了太長的時間，因此警衛隊長請求段祺瑞立刻轉移指揮部。儘管在戰爭開始之前，段祺瑞還有些自暴自棄之心，如果等不來援軍，寧願戰死在這裡，但戰事的進展並沒有按段祺瑞預想的劇本來演，有沒有援軍還不知道，但陣地卻是守不住了。而且這時段祺瑞心裡卻生出了強烈的救生yuwang來，於是段祺瑞也趕忙下令，立刻轉移指揮部。
就在這時，清軍其他的陣地也都陸續失守，一來是義勇軍的進攻十分堅決，而且進攻的火力也十分猛烈，清軍本來就有些招架不住了；二來是正面陣地失守，也給其他陣地的清軍造成了不小的影響，畢竟正面陣地失守，其他陣地再堅守下去也沒有多少意義了；三來進攻正面陣地的義勇軍還分出了部份兵力支援其他戰場，因此清軍其他的陣地自然也都無法再堅守下去，清軍也很快就全面崩潰，四散敗逃。
不過這時清軍己被義勇軍全盤包圍，而且義勇軍還組織了1萬5千餘名民兵，協助義勇軍防守，雖然說不能算是水泄不通，但留給清軍騰挪的空間也不多，如果人少還可以逃出去一些，但想成建制的突圍出去，是根本不可能的，被義勇軍一陣火炮機槍給打了回來，因此大部份清軍只能在陣地裡來回奔走，像無頭的蒼蠅一樣亂衝亂撞，而段祺瑞帶着指揮部，也被亂軍裹脅，在陣地裡亂跑一氣，雖然也想把亂軍組織一下，只可惜現在沒有人理段祺瑞。
而各路的義勇軍也在逐步的向前推進，收縮包圍圈，步步的擠壓着清軍的空間，留給清軍範圍也越來越少，最終被分成幾個部份，集中在幾個小土崗、村落，當然也有不少清軍在義勇軍的推進過程中被殲滅，還有部份清兵則是在擠推衝撞中自相踐踏而死。
這時有部份剩餘的清軍見自己陷入包圍，走投無路，因此只好向義勇軍投降，而義勇軍也立刻從包圍圈撤開了一個缺口，讓投降的清兵放下武器，從包圍圈中出來，在指定的地點聚集；而有了一個帶頭的，自然也就有跟隨的，於是其餘清軍也都陸續向義勇軍投降。
而這時段祺瑞被裹挾在已準備投降的清軍當中，本想拔槍自殺，寧死不降，但被部下攔住，奪下了段祺瑞的手槍。但這鬧騰自然引起了義勇軍注意力，於是立刻有人過來盤問，結果發現竟是清軍的主將段祺瑞，這可是網到了一條大魚，於是立刻將段祺瑞以及一些參謀人員抓了起來，然後向指揮部報告。
經過了統計之後，這一戰義勇軍共計殲滅清兵8475人，俘虜18547人，逃走的清兵不足千人；而義勇軍陣亡1136人，受傷1893人，可以說是取得了一場完美的勝利。而且這一戰之後，雖然還有三路清軍，但這次清廷對河湖根據地的圍剿也基本失敗。