，没有手榴弹就扔爆破筒、炸药包。阵地上仅有的1挺重机枪被敌炮火击毁，战斗组长杨青山用3挺打坏的机枪组装成1挺机枪继续射击。激战中l0连伤亡严重，子弹和手榴弹耗尽。炊事员高发和搜集到敌遗弃的2门60炮和2箱炮弹，3班立即开炮，恰好击毙了在后面指挥的敌营长。王风江机智地抽掉60炮弹保险栓，当作手榴弹接连投向敌群，司号员也吹起了冲锋号，敌人一时摸不清虚实，退了下去。副团长王扶之及时指挥炮火将暗道摧毁，粉碎了敌最后一次反击。10连一直坚守到19时30 分，在7小时的战斗中，共打退敌军组织的1个排到1个连的7次反击，毙伤敌营长以下450余人，10连伤亡102人。吴家小庙战斗，10连为师主力突破义县开辟了道路，占领了有利的冲击出发阵地。
5师攻占吴家小庙
8师22团奉命攻占东关外围据点。在炮火准备后，3营突击分队乘炮火延伸的瞬间，向郑家屯迅猛发起冲击。9连冲击受挫，伤亡较大，营立即组织火力支援9连迅速攻取东南角地堡群，支援8连战斗。此时，7连1排加入战斗，协同9连向村西发展，断敌退路。9连连续打退敌人三次反冲击，攻克两个地堡，歼敌一个排，残敌退守院内。8连突破成功，警卫连投入战斗，协同9连全歼院内之敌，俘虏53人。尔后继续向西发展，经两小时激战，歼敌大部，少数敌人逃回东关。24团在炮火掩护下，打得英勇顽强，进展迅速，一举拿下了徐家坟地堡群。30日15时，22团3营加强6连向东关发起攻击。7、9连在攻击途中遭敌火力封锁，前进受阻。团立即组织火力压制，7、9连趁势跃起突入东关。警卫连和6连紧跟着加入战斗，连续打退敌人三次反扑。至19时，攻占了东关，俘敌20余人。10月 1日6时，22团2连以突然的动作向张家大院之敌勇猛攻击，歼灭一个加强排，俘敌30余人，肃清了东关外最后一个据点，保障了主力突破的安全，为总攻创造了有利条件。
与此同时，9师夺取火车站、老爷庙的战斗也在激烈进行着。火车站是交通命脉，有两个连的兵力驻守。师长王世高曾亲临训话，“车站是国军前进后退的必经点，你们一定要全力以赴守住车站！弟兄们好好干，守住车站，按级提拔。”25团3营在炮火掩护下连续炸开铁丝网、梅花桩和鹿砦，由于准备充分隐蔽得当，部队无一伤亡。8连利用浓烟开始冲击，由于守军工事大多是混凝土筑成，有的火力点并未被彻底摧毁，密集的火力封锁了8连进攻的道路和与后续部队的联系，突击排伤亡较大。8班副班长赵满春带领全班，以敏捷的动作迂回到敌火力侧翼，将敌碉堡炸毁。9班也迅速将水楼子附近地堡及车站西南角地堡炸掉。残敌被迫退守车站候车室内。3营营长臧汝光指挥火箭筒手将侯车室打燃，部队乘机冲入占领了车站，共毙伤敌140余人，俘虏30余人。
老爷庙是义县城南的重要据点，由地方武装和暂20师两个加强排近700人驻守。共有30余个大、小地堡，南面有一条宽4米、深3米的外壕，壕内设有暗堡，壕外设有铁丝网、雷区、鹿砦等，并随时可以得到城墙上的火力支援。26团2营组织轻重机枪交替掩护爆破组实施爆破，连续扫清3道防步兵障碍物，突击队随后开始冲锋。当6连2排冲到外壕时，遭到猛烈阻击。爆破组在1排火力掩护下，将敌暗堡炸毁。通路刚被打开，又遭到老爷庙东南角敌人的反冲击。营长赵学胜在火力支援下指挥部队将其压到一个四合院内，以政治攻势配合军事打击，敌被迫缴械投降。团迫击炮连2排副排长孔凡玉指挥两门迫击炮以迅速准确的火力支援2营扫清了老爷庙外围工事，4连爆破组将院墙炸开一个大口子，步兵冲入庙内与敌展开近战。在1营配合下，2营于30日清晨全部占领了老爷庙阵地，共毙伤俘敌600 余人。
城外激战正酣，城内国民党军更是如同热锅上的蚂蚁。29日晨，1团团长赵振华接到报告说城南主阵地被突破一个缺口，赶紧下令2营营长刘雄迅速集中一切人力和物力，不论付出多少代价必须把缺口堵起来。并命令城墙上的火力支予以支援。一小时后副营长黄华铸来电话，刘雄已负重伤，缺口无法堵上，赵振华只好叫黄华铸代理营长职务，不可再失阵地，待天明再图恢复。面对危如累卵的局面，暂 20师师部颁发了一道半激励半威胁的训令给部队打气，说义县乃锦州之屏障，如义县不保，锦州将垂危，若锦州失守，整个东北就完了。东北完，华北亦完。国家兴亡在此一战。务必督饬官兵，坚守阵地以尽全功。如有擅自放弃阵地者，军法从事，格杀勿论。同一天，蒋介石也给王世高发来电报，先嘉许了一番，然后说已经命今锦州方面大力增援，“尚望勉励官兵再接再厉以尽全功”。王世高和几个团长看了之后认为连委员长都重视了，固守待援保住义县的希望还是有的。于是从预备队第3团调兵增强兵力薄弱的环节。将防线缩小，并把从外围据点溃退下来的部队加强在以城墙为依托，便于火力支援的的核心阵地里，这些阵地由坚固地堡群、外壕和大面积障碍物组成，重要的地堡都派上连级军官固守。经过调整部署，入夜之后击退了解放军的几次进攻。守军动摇着的信心又坚定了一些。
可援军怎么盼也盼不来，士兵的伤亡随时都在增加，弹药打一发就少一发，王世高觉得再也不能这样死等下去了。30日晚12时，他在2团团部隐蔽所召集副师长韩润珍、1团团长赵振华、2团团长王灿荆、3团团长陈敬熙、政工处长赵文侯和军需处长李联翰开会。王世高简单问了一下各部的情况后说，锦州已在吃紧，关内外援军一时无望，死守下去最后还是被消灭，只有突出重围，才有生路。解放军的兵力，正集中在锦州周围，义县北方一定空虚（实际上义县北方大军云集早已严阵以待），往朝阳方向突围再转向绥中、兴城一带靠拢锦州。沉默了几分钟，其他人也想不出更好的办法，便一致赞成了。出于对解放军俘虏政策的了解，家眷全部留在城里由军需主任李联翰负责。先把不能带走的重武器全部破坏，突围时尽可能携带弹药和粮袜。考虑当晚突围太过仓促，最后决定10 月1日天黑以后一致行动。可他们哪里知道，几个小时之后，解放军就将发起总攻，自己已经等不到明天晚上了。
攻城突破
将外围据点肃清之后，为增强攻击突然性，各部队再次投入了紧张的土工作业，将交通壕延伸到距离城墙只有50米的地方。同时，还构筑了各种火力发射工事和掩蔽部，为突击部队准备了良好的冲击出发阵地。按照韩先楚司令员的要求，3个重炮群将敌人的炮兵阵地和重点防御工事一一标定清楚，以做到集中准确地打击敌人，尽量减少对民房的破坏；各师的山炮、九二步兵炮一律推进到距敌二三百米处，直接瞄准射击，然后跟随步兵进城打巷战，这就是解放军特有的“大炮上刺刀”战法。
10月1日拂晓，各部战前的一切准备工作全部就绪，静待总攻开始的命令。9 时30分，随着腾空而起的信号弹，炮群怒吼，总攻开始了。一发发炮弹呼啸着飞向敌阵，整个古城都在颤动。第1、第2炮群向城南偏西和城南中部，第3炮群向城东偏北，进行猛烈炮击，直轰城墙中部，炮弹飞进城墙，泻入碉堡群。在雷鸣般的爆炸声中，砖石、瓦块、血片横崩乱飞，硝烟升腾，灰尘弥漫，城墙附近一片火海。两小时炮击，共消耗野、榴炮弹数千发，碎砖土块散落于突破口内外形成两个斜坡，极便于步兵通过。
在城西南5师突破方向，担任爆破任务的13团7连和警卫连在团属炮兵和轻重机枪火力掩护下，并肩实施连续爆破，以重量爆破炸塌护城河岸，30分钟扫清了城外七道障碍。突击营1营立即发起冲击，尖刀1、2连从左、右两侧迅速越过外壕，仅4分钟，1连5班徐富等5名战士率先登城，将红旗插上了义县城头，2连也相继等城，打开了突破口。10时40分左右，敌一个连乘突击分队立足未稳在火力掩护下从大庙分三路实施反冲击。随1连主力进入突破口的团长张峰、政委朱嗣龄指挥1连在正面抗击，以手榴弹、冲锋枪大量杀伤敌人；2连在60炮、重机枪支援下从敌右翼出击，将反冲击之敌大部歼灭，并乘胜占领大庙，巩固了突破口。7 连和警卫连完成爆破任务后分别沿城墙向东西两侧发展，扩大突破口。1、2连乘胜向纵深发展，后续梯队2、3营陆续进入城内，投入激烈的巷战。14团紧随13团加入战斗，1营在通过突破口时遭西南角地堡复活火力点侧射，伤亡100余人，营长林克宽牺牲，政治处主任许乐夫负伤。副团长王扶之指挥6连在15团炮火支援下猛攻敌堡，将敌火力点摧毁，扫清了前进道路。政委任茂如率领2营、3营通过外壕时，一些负伤的战士为让部队快速进入城区，喊着让战友们从他们身上踏过去，部队深受鼓舞，迅速向纵深发展。在城西担任助攻的15团2营也随之从突破口两侧进入城内。
5师突破义县城防
进入纵深战斗后，13团1营粉碎了敌一个排在装甲车引导下的反冲击，攻占敌2团指挥所胡家大院。11时20分，2营在营长周登科率领下直扑城中心的钟鼓楼。为加强攻击力量，张峰团长令2连随2营前进，l连沿街向北发展进攻，准备配合团预备队3营歼灭敌山炮营。11时40分，3营进入1连突破口，遭敌炮火阻击。通过外壕时，西南角敌一暗火力点复活，教导员曹海洲牺牲。营长魏福祚率部迅猛闯过火力封锁，沿城墙向北继续发展进攻。3营与1连协同作战，在西门东北侧歼敌一个山炮营，俘敌200余人。12时许，2营4、6连插至钟鼓楼，5连进至钟鼓楼南侧的敌师指挥所仁老汇面庄。团组织5连、2连从两翼协同攻击，一举全歼据守大院顽抗的200余名敌人。敌师长王世高和副师长韩润被5连俘虏。13时许，2营在2连配合下将钟鼓楼之敌全歼。随后13团继续向东发展，于 13时30分协同3纵攻占了县政府。14团在团长薛剑强、政委任茂如率领下，从西南角一直攻击至城东北。在攻打钟鼓楼时，3营代理营长张明远（原组织股长）中弹牺牲。15团主力占领西关后，打开城门，与城外担负佯攻任务的一个连内外夹击，扫清了西门外的残存据点，俘敌230余人。5师肃清城西、城南规定作战地区之敌后，继续向城东发展进攻，协同兄弟部队作战。
在城东8师突破方向，22团“攻无不克”3连在火力掩护下冒着密集的弹雨跃过封锁线，涉过齐腰深的护城河，登上了突破口。2排长孟庆印、战士王耀东避开敌侧射火力，捷足先登，一前一后最先冲入突破口，并掩护全排仅用5分钟就顺利通过250米的开阔地冲上城垣，分两路向纵深发展。师后续部队相继冲进城内，一路沿玉皇庙侧后直插北街，一路向西南发展，沿东街直扑钟鼓楼。在巷战中，指战员们勇猛穿插大胆分割，与敌短兵相接，锐不可挡。22团3连副班长曹水河带领两名新战士，趁手榴弹爆炸的烟雾冲到一个地堡前，利用俘虏喊话，迫使23名敌人交了枪。2排在向大佛寺进攻途中，歼敌一个汽车排，缴获汽车七辆、装甲车两辆。5班以火力压制中街一个大院内的敌山炮阵地，俘敌35人，缴获山炮两门。部队向前冲到十字大街时，遭到中央地堡的火力封锁。孟庆印留下7班在正面钳制敌人，自己带领5 班穿墙过院，绕到地堡侧后，一举歼灭了敌人。1连、2连沿着3连右翼向钟鼓楼方向发展，途中歼灭敌人一个排。2营主力攻占大佛寺后继续向西进攻，3营在2 营之后跟进。24团进入突破口后连夺两个地堡，俘敌80余人，尔后又打下了县政府地堡群。
开进义县县政府
在城南9师突破方向，由于炮兵火力只摧毁了墙头工事，打塌了20余米宽的半截城墙，未能全部打开突破口，给突击队的行动带来了困难。担任突破任务的25团1 连，在炮火袭击开始之后，便同步开始爆破鹿砦、铁丝网和排除地雷，打开通路。2班班长吴新禄带领全班背着沉重的跳板，穿过开阔地段，他们刚刚在外壕上架起便桥。就被敌人的炮火炸断，斜插在壕内无法通过，突击队前进受阻。在这紧急关头，吴新禄毅然跳进壕内，手举头顶以身代柱，又支起便桥，在身中数弹的情况下用自己的生命保障了战友越壕投入战斗。1连越过护城河，炸毁城下地堡．肃清了城外残敌，冲到城墙下，发现炮火打开的口子很小，下面的墙基还很高。连长刘子胜立即指挥搭人梯攀登城墙。6班长谢来堂第一个登上城头，战士刘永昌、杨国珍紧跟而上，用冲锋枪和手榴弹打退了敌一个排的