此时正面战场激战正酣，日军久攻不下，也失去了耐心，不断的投入更多的兵力发动进攻，这样就导致日军两翼兵力越发的空虚，八路军趁机发动大规模的反攻，令小鬼子措不及防，虽然鬼子急忙停止进攻，调整部署，然而已经晚了。
八路军先后从左右两翼突破了日军的防线，一路向着日军后方迂回了过去。
日军惊慌失措，害怕遭到八路军的包围，只能连忙向后撤退。于此同时正面的八路军也对日军发动了全面反攻。
一时间杀声震天，硝烟蔽日，枪炮齐鸣。方圆几十里之内，全部陷入了一片混战之中。
八路军攻势猛烈，日军虽然拼死顽抗，但是后方受到威胁，只能边打边撤。这一变化实在太过突然，使得日军陷入了混乱之中，随即被八路军彻底击溃。
然而想要全歼一个师团的日军，也没有那么容易。日军眼看大势已去，已经无法挽回，仓皇失措的向北逃窜。
英勇的八路军战士们士气大振，趁机一路追杀，日军败退数十里，损失过半。日军一路败退到了奈曼旗，这才逐渐稳住阵脚。
八路军虽然获胜，但是经过连番战斗之后，此时的八路军也已经是强弩之末。常德和李永福审时度势，最终认为想要趁此机会全歼第12师团，几乎是不可能的了。再打下去，部队的伤亡也会继续增加，而此时八路军的战前意图已经达成，再打下去就得不偿失了。于是下令各部队，停止进攻，就地构筑防线，休养生息，准备再战。
就在日军第12师团被击败的同时，八路军主力在朝阳也取得了突破性的进展。驻守朝阳的一个旅的伪军，战场反正，直接打开了城门，八路军主力趁机攻入朝阳城内。
败退会朝阳的日军第11师团，虽然还剩下有一万多兵力，然而根本无法阻挡住，总兵力超过二十万的八路军的猛攻，如果有城防工事作为依托，还可以据险死守，然而此时城防工事被突破，城内的日军便失去了任何的优势。
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