听到常德日军在中国空军袭击下的损失情况后，日军第11军司令横山勇中将大怒，命令武汉日本空军加强与常德地区日军地面部队的协调，并报请华中方面军同意，将日军第15军空军部队加入到常德战场。

上午11：00，日军24架轰炸机16架战斗机飞临南县上空。早已通过雷达发现，并引导埋伏在此地空军第四师和空三师各一个战斗机团共80架战机，立刻从6000米的高空俯冲下来，三师负责日军战斗机，四师负责日军轰炸机。两个团仿佛比赛一般，把这一段时间只能干清洁工（战场侦察，使用机枪射击日军）的怒气，全部发泄到日军战机上来。

看到中国空军战斗机那凶猛俯冲的样子，日军战斗机立刻加速爬升，企图枪战高度进行缠斗。轰炸机群则不管三七二十一，马上将所带炸弹投入洞庭湖中，减轻重量后，加速向低空俯冲，企图利用低空逃回机场。

一架日军九九式轰炸机胡乱投完所带炸弹后，低空快速飞行。突然，两架中国空军战斗机快速的追来上来。轰炸机尾部机枪手一边拼命射击，一边大喊道：“6点钟方向，敌机两架。”

两架空四师的战斗机放慢速度，见日军轰炸机高度太低，无法从其腹部发起进攻，于是两机拉高。就在尾部机枪手刚舒了一口气，以为对方知难而退的时候，两架战斗机分别从左右两边不同的高度快速逼近。手忙脚乱的尾部机枪手正在犹豫该向哪一架飞机射击时，两架战斗机已近逼近到射击距离内。

两架战斗机飞机同时对准轰炸机机头进行交叉射击，机枪子弹和20mm航弹组成的火网，一下子把轰炸机罩在其中。

当轰炸机开始冒出浓烟时，尾部机枪手急忙打开舱盖准备跳伞，伸头一看，倒吸了一口凉气。由于事先轰炸机低空飞行躲避战斗机的攻击，现在飞机的高度只有200多米。机枪手看飞机火苗逼近，急忙爬出座舱，就在这时，一架中国战机低速靠了过来，飞行员笑着伸出手指指下面的湖水，两根手指上下摆动，做了一个游泳的动作，然后笑着敬礼，随即撂下悲惨的轰炸机，一转身，得意洋洋的飞走了。

空战结束，24架轰炸机只逃回3架，战斗机则被悉数击落。中国空军也付出被击落3架战斗机的代价。

常德城下，准备进攻的日军并不知道空军的悲惨境地，还在那儿苦苦等待着自己的轰炸机到来，可最后等来的却是中国空军的再一次轰炸。

无奈的日军，只好在中国空军飞机轰炸结束后，使用手中残存的火炮进行轰击。随后动用第3、68师团部分兵力和第116师团全部，一块向常德城区发起决死总攻击。

至此，常德城战斗达到空前激烈的状态。一防要消灭对方达到战役目的，及早撤回。另一方则毫无退路的进行死守，确保城池不丢。双方都不计人员伤亡的拼杀着，在城区内许多地方，进攻的日军在付出大量的伤亡后，冲上对方阵地，而中国军队不顾自己也处在手榴弹伤亡范围，在十几米的距离内使用手榴弹攻击，之后再进行反冲击，与对方进行惨烈的白刃战。

常德城内惨烈的战斗，一直进行到太阳落山方才结束。防守常德城内的57师和150师在下午的战斗中，虽然杀伤大量日军，但部队的伤亡也达到60%，整个城区只剩下城南临近沅江一片不到一平方公里的区域内。

见援军还未到达，余万成师长多次在电报中陈述常德城目前情况，要求速派援兵或准予撤出常德城。

晚20:30许，常德城南沅江对岸突然响起激烈的枪声。余万成师长接报后，立刻登城观察，借着隐约的火光，发现是中国军队在同下午偷渡过沅江，企图从常德城南进攻的日军部队进行战斗。余万成师长知道援军到达，常德有救了。

晚22:10左右，对岸枪声渐停。不一会，对岸驶来一艘冲锋舟，原来是74军作战参谋前来联络51师及58师两个团进入常德城区，协助57师和150师的防御等事宜，随后51师及58师两个团按计划，全部秘密渡过沅江，进入常德城区，随船带来补充弹药，57师和150师伤员则随船送往南岸进行治疗。

在57师和150是官兵的一再要求下，熟悉城市街道的士兵被临时编入51是和58师中，为他们在凌晨的常德城区反攻起向导作用。

凌晨3:30，常德守军对进入城区的日军开始了反击。第57、150师两师官兵在常德城内英勇抗击日军的壮举，激励了51、58师的官兵。官兵们在城区的各条街道、里弄摸黑攻击日军，用手榴弹、炸药包、刺刀将日军逐条街道逐条里巷的抠了出来，用死亡将他们驱赶出常德城。

当太阳再次升起的时候，攻入常德城的日军被打出常德城。

恼羞成怒的日军，一面整顿部队，一面急调第13师团支援，企图再次攻进常德城，消灭中国守军。

早已破译了日军第11军电报密码的军令部情报处，在翻译了日军第11军急调13师团加入常德攻击命令后，立即上报徐向前部长。

徐向前部队在仔细研究了整个战役日军兵力使用情况后，知道日军此时已经再没有任何一支预备队了。于是马上报请刘潇，要求早已整装待发的22军、23军、100军，立刻按计划发起反击，包围并歼灭日军进至常德附近的日军第11军四个师团。

刘潇同意了徐向前部长的建议，徐向前部长当即命令22军、23军、100军和空四师以及轰炸机23、24团的所有飞机，对日军第13师团进行猛烈的空袭，同时加强对常德城郊日军集结地的轰炸。

1943年11月18日，日军第13师团紧急开往常德城。当日军3师团行军至常德城以北的雷公庙时，天空中响起了雷鸣般的“隆隆”声。

平原上正在急行军的日军第13师团，还没有从行军状态完全转入防空状态，空袭就已经开始了。

23、24两个轰炸机团的80架飞机，围住日军第13师团7个大队，穿梭着进行轰炸和扫射，日军士兵抱着脑袋，趴在深秋荒芜的平原上，听任着头顶的飞机来回的扫射和轰炸。道路上日军的汽车、坦克、大炮，在炸弹的爆炸声中，不断的燃起大火。

就在轰炸临近尾声的时候，日军队伍西面，突然冒出许多坦克和装甲车，后面的步兵也在汽车的运输下，快速抵达不远处。

在雄壮的军歌声中，坦克和装甲车开始了进攻。这是第23军的机械化旅的90辆坦克和50辆装甲车，装甲兵们不待日军从猛烈的轰炸中反应过来，快速的逼近日军队伍，凶猛的坦克和装甲车将炮弹和重机枪子弹泼水般的射向日军，同时用自己宽大的履带，来回的碾压日军。

即使有的日军士兵怀抱集束手榴弹冲向坦克引爆，也无法撼动皮厚肉糙的t-34坦克。而跟随坦克冲上来的装甲车和加上重机枪的120多辆小型越野车，则把那些敢于站起身来的日军士兵，拦腰打成血淋淋的两段。

随着23军步兵二个师的到达，对日军第13师团的包围圈形成。

在机械化旅的坦克和22军炮兵的轰击下，日军第13师团被分割成4段。战斗发起后的一个小时，雷公庙地区再也加不到一个手拿武器的日军士兵。除了那些倒在地上临死还握着武器的死去的日军士兵。

就在23军发起进攻的同时，第100军由桃源出发，向常德城西部攻击前进，夺回陬市一线；第22军则由谢家铺一线，向日军第68师团猛扑过去，在消灭日军第68师团防御部队。至此22军、23军、100军三个军，从东、西、北三面对日军第3、116、68三个师团形成包围。