一九三八年九月二十二日，今村胜次派出一个大队向铁石墩方向突击以接应增援部队，同时以主力猛攻乌龟山、沙子垴阵地并释放毒气。乌龟山阵地的中国守军两个连苦战后突围，阵地被日军占领。

增援的日军第三十六旅团黄昏时分攻占四望山，两个连的中国守军全部阵亡。二十三日，日军独立工兵中队的数艘装满弹药和粮秣的铁船，终于艰难地驶过了中国军队制造的洪水泛滥区，抵达今村支队所在的黄泥湖畔。

铁船将补给卸下后，将六百八十名死伤人员运走。得到补给的今村支队全力攻占铁石墩，然后向中国守军的侧背实施攻击，突破了第一二一师的阵地，袭击了第一〇三师的指挥部，占领张家湾。

二十四日，田家镇遭到日军飞机和舰炮更为猛烈的轰击。形势危急之时，李延年从第九师抽调出一个团归第一九八师指挥，加强了马口湖北面的防御；李品仙则命令第一七四师火速增援第二十六军，以阻止日军第三十六旅团的突进。

田家镇战局开始恶化。

日军在数十架飞机的助战下，由黄泥湖向中国守军第九、第五十七师阵地发动持续攻击。第九师师长郑作民亲临前沿指挥作战。日军的轰炸给中国守军造成了巨大威胁，中国官兵用机枪对空射击，甚至迫击炮也破例对空开炮，一架日军战机俯冲时，正好撞上一颗飞行中的迫击炮弹，飞机凌空爆炸，中国守军的阵地上欢声雷动。

第九师第二十七旅官兵在与日军的白刃肉搏中，营长以下军官伤亡六十多人，士兵伤亡多达近千人。——“五十三团重机枪一连少尉排长袁次荣，在弹药用尽全排士兵严重伤亡的情况下，眼看他的阵地就要被敌人攻占了，他一个人把阵地上的手榴弹收集在一块，接连向进攻的敌人投掷，敌死伤数十人。敌人发觉阵地上只有他一个人，就从四面八方蜂拥而上，袁排长毫无惧色，从容打开重机关枪的机匣盖，把最后一颗手榴弹放进机匣，拉断火索后，用双手将枪身紧抱，轰的一声，阵地上顿时血肉四溅……”

二十六日拂晓，日军火炮和舰炮向田家镇要塞核心阵地连续炮击三个多小时，而后日军第三十六旅团和第十一旅团部队向中国守军阵地实施合击。中国守军第五十七师伤亡巨大，李延年一面派兵增援第五十七师，一面命令第二十六军对日军实施侧击以为策应，但是第二十六军因行动缓慢致使战局无法转变。