5月1日，国军进攻部队刚和68师团外围部队接触，日军只得向后溃退。
5月2日，第5师主力强攻日军马鞍山主阵地，半日内就占据大多数日军制高点，日军纷纷向核心阵地退却。第44师也进展顺利，将日军压缩至数里的区域内。
5月3日，国军二师发动总攻，日军58旅团拼死抵抗。国军这二个师都只装备少量美械，火力和日军相比并没有优势，于是果断的采用近战。日军很快不支，前线向万福桥核心阵地退却。
此时国军已经组成了一个突击队，由第5师15团组成，由第5师副师长邱行湘指挥。他们在当地少数民族山民的带领下，偷偷绕到日军侧面，突然冲入日军万福桥主阵地。国军冲入指挥部当场打死200多名各级军官，旅团指挥全然瘫痪。
另一部冲入日军炮兵阵地，日军炮兵丢下大炮四散逃跑，国军缴获全部日军大炮。国军趁机强攻，日军整个旅团全线崩溃，除了115大队以外被国军全歼。