山田穀一看到八路軍被打退，立刻高高舉起指揮刀，大聲喊道：“全體追擊！殺給給！”那些鬼子們聽到命令後，如同脫韁的野馬般，從城門直接衝出去，奮力追擊八路軍。偽軍在鬼子顧問的嚴厲督導下，也不敢有絲毫懈怠，緊緊地跟在鬼子後面奔跑。
蔡少山帶領著幾個排的戰士一直跑了長達一公里的距離後，才逐漸放慢了腳步，裝出一副狼狽不堪的模樣。此時的鬼子們看到八路軍似乎跑不動了，頓時像打了雞血一般興奮，而鬼子後面的偽軍也不甘示弱，緊緊地跟隨著鬼子的步伐。
在追擊的過程中，鬼子們一邊前進，一邊警惕地看著左邊的山上，心中充滿了擔憂，生怕受到八路軍的埋伏。直到把鬼子引到伏擊地，隊伍的速度才稍稍慢下來。鬼子們小心翼翼地前行，時刻留意著周圍的動靜。蔡少山佈置了長達一千米的伏擊陣地，然而，在追擊過程中，鬼子和偽軍的隊伍逐漸緊密，伏擊陣地的長度變成了五百米。眼看著鬼子即將快走出伏擊圈，蔡少山當機立斷，命令山上連續投下五顆手榴彈。
手榴彈的連續爆炸聲如同戰鬥的號角，正在追擊的鬼子們聽到爆炸聲後，馬上停下了腳步，紛紛持槍向山上瞄準，警惕地觀察著山上的動靜。而早已經埋伏在沙地的投擲隊員們，在沒有掀開頂板的情況下，便迅速拉響了手榴彈。他們右手握著手榴彈，左手猛地推翻頂板。此時，看到三十米外的路上，鬼子的精力都集中在左面的山上。距離鬼子三十米的擲彈手，毫不猶豫地直接將手雷投進鬼子的行軍隊伍中。落地就爆炸的手榴彈，瞬間將鬼子和偽軍炸得暈頭轉向，不分東西南北。接著，每個人連續投出了剩下的七枚手榴彈。
第一波的所有投擲手都投出了手榴彈，因為他們都是提前拉響了手榴彈，所以動作迅速而果斷。
第二波就只有接近鬼子的投擲隊員才進行投擲。第二波三百枚左右的手榴彈在鬼子中間爆炸，威力巨大。隨著擲彈手將八枚手榴彈全部擲出，擲彈手們拔出手槍，勇敢地衝向三十米外東倒西歪的鬼子和偽軍。
這次是無差別攻擊，無論鬼子還是偽軍，一律爆頭。實際上只有二百六十多名戰士參與了此次戰鬥，每人投擲了八枚手榴彈，攻擊三十米外的一千多鬼子和偽軍。這已經是飽和攻擊了，鬼子和偽軍幾乎已經沒有完整的人形。
但這二百多投擲手，包括沒有投擲第二波手榴彈的投擲手，也都拔出槍跑了過來。可當他們到達後，卻發現完整的鬼子頭顱都被先到的隊員擊碎，他們看到的是一片殘肢碎肉。這些可都是沒有經過太多戰鬥的縣大隊隊員，看到這個慘像，一個個抱著脖子吐得天昏地暗。
這時候，蔡少山帶領的人也已經趕了回來。很多隊員看到地上滿目狼藉的景象，也都抱著脖子就吐。
蔡少山一看這個情況，深知這是一名戰士必須經歷的一個過程。他便拿出駁殼槍，連續向天上射出幾發子彈，嚴肅地說：“都是爺們嗎？打鬼子連這點事情都經不了，還能幹什麼？所有人，一律進去搜撿戰利品。一根針都不能剩。每班撿五十米，快！還要迎接接下來的戰鬥。”
隊員們一個個白著臉，在碎肉裡艱難地扒拉著。後來，蔡少山讓所有人將所有屍體拉到路邊，以免影響周連長帶來的炮兵行軍。
勉強補齊了投擲兵的武器，每人八顆手榴彈或手雷。在投擲兵的要求下，湊夠了五百隻長槍。投擲兵也背上了毛瑟步槍或三八步槍。八挺重機槍幾乎沒有損壞，其他捷克機槍和歪把子輕機槍，只要能用的，都被扛在肩上。卡車過來將剩下的武器和彈藥，不論好壞都裝在上面。同時，蔡少山帶著一千人包圍了孝義城。
山田穀一看到連續從路上駛來的卡車，這才恍然大悟，知道自己上當了。四個城門的一千米外，每個城門被佈置了兩挺重機槍，數挺輕機槍