在获知日军突然出现的情况后，22团的这2个连立即进入刚筑好的工事，做好了战斗准备。1连主守北部，2连负责南部。连里命令战士们进入阵地之后隐蔽待机，预备近距离伏击这股日军。此时日军虽然距离宋庄不过一公里之遥，却丝毫未能察觉出前方的小村实际是八路的一个伏击阵地。领头的日军骑兵在绕过村外的树林之后，没有派遣斥候小队前出侦察，依旧领着扳木和参观团径直往宋庄东北方的入口而未。防守该处的1连战士大胆沉着地将日军放近，直至日军
骑兵进至我阵地仅30米处才按照连长的开火口令猛烈开火。刹那之间，1连的1挺重机枪、3挺轻机枪、1个掷弹筒 (以这种武备看，1连应是22团主力连队)和上百丈瞄准多时的步枪同时向日军先导骑兵和随后的参观团猛烈开火。毫无准备的日军受到如此强烈的火力突袭，顿时被打得人仰马翻、乱作一团。在极短的时间之内，接近村口的日军先头分队几乎完全被消灭。坂木旅团长在战斗刚一开始之际，便受了头部中弹的致命伤，伴随的先导骑兵小队和参观团亦大部被击毙，而此时在参观团之后步行的两个步兵中队刚刚转过离村约500米处的小树林。不过该部日军反应较快，眼见护卫的主官遭到伏击，立即向周边日军据点发报求援，同时分成两路向前增援。一个中队向村东进攻，另一个则直接扑向村北。这些担任护卫的日军步兵经过严格的军事训练，武器装备较为精良，武士道精神尤为顽强。其进攻时，以班为单位发起多路突击，由轻机枪在后火力支援，突击速度很快。但甫一接近八路阵地，便遭到我军的"手榴弹幕"的轰击，冲得较猛的几个班全部被消灭。余下的日军却依旧执迷不悟，虽不断遭到我军机枪的扫射，仍不断重整，不顾伤亡地反复冲击我军阵地，企图突入村内，后来甚至连轻机枪手也端着机枪参与冲锋。不问断的战斗持续了整整两个半小时左右，日军卫队的进攻每次均在八路军阵地之前被打垮，人员损失惨重。在连续五次冲锋之后，坂本的卫队已伤亡了200人以上，若不是此时日军增援已到，这些步兵必定在武士道精神的驱使下打得全军覆没。不过，这丈卫队的反复冲锋也不是没有任何成果，好歹他们也抢回了重伤的旅团长 (坂本没挨多久就死了)，只是整个部队已经彻底垮了，全天战斗结束之后该部仅存50余人。
在宋庄哟战斗激烈进行之际，周围的日军据点陆续派出了强大的增援部队。无极、深译、定县、安国、饶阳等地的日伪部队均大举出动，因为从最初的战斗判断，日军认为胆敢在己方主力眼皮底下的宋庄设伏的八路绝不会是股小部队。当时的冀中平原已被日军完全 "网格化"，在6万多平方公里8千多个村庄的地面上，密布着日伪的1500个大小据点，另有700多辆汽车经常在工万多公里长的网状公路上穿梭巡逻。因而日军的增援来得很快，到上午10点左右，除了仍在进攻的扳木卫队之外，宋庄东北、西南、和东面均出现了大批日军，其随即展开了进攻。这样一来，宋庄八路军的处境变得相当危险，有被日军吃掉的可能。我方指挥员原来打算在重创板木卫队之后，脱离与日军的接触，未曾料想增援的日军来得如此之快，不得不当即调整部署:决定不管敌人的兵力如何强大，我军在第一、二道工事无论如何要与敌周旋八小时，第三道工事要坚持到天黑，然后待机突围。由于进攻的日军人数众多，战斗力较强，22团首长要求连队能充分利用宋庄的村落工事进行主动灵活的战斗，井提出"谁能节省子弹，谁就能坚持胜利"的口号，要做到敌人不进入火力圈不打，瞄不准也不打，发挥每一粒子弹的效能。
上午11点过后，日军已陆续集中了约1700人的部队，在经过追击炮和步兵炮近一个钟点的猛烈轰击之后，从宋庄的东西南三面同时发动了进攻。八路军所依托的第一道工事，一道矮矮的土围墙，此时已是多处被日军·炮火夷早。在这一敌众我寡的危急时刻，22团的特等射手发挥了巨大的作用。1连有位班长，伏在被打塌的工事下面，面对逼近的日军毫无惧色，连续射击7枪，击毙日军7人。二连的副连长则亲手一枪击毙了500米开外的日军机枪手。但日军凭借优势火力和人数优势，不顾伤亡，依旧逼近了八路军的阵地。此时八路军战士们索性跳出房屋和工事，将密集的手榴弹投向日军，同时与敌展开肉搏。日军的火力掩护因双方一再近战而大打折扣，而八路的手榴弹在混战申却显得威力无比。从12点到下午2点，22团又打退了敌人三次冲锋。日军在全面进攻屡屡受挫之后，便改变策略，在保持对宋庄四围阵地的全面压力之外，集中优势兵力猛攻较小的南部宋庄。驻守在这里的是2连的一个班，经过上午的苦战之后弹药消耗很大，加之围墙已毁，不得不转移到院落和房顶之上坚持作战。日军进攻开始之后以一部从西侧翻越了围墙废墟，随即与前来堵截的八路军展开肉搏，与此同时其主力迅速从正面发起冲锋，终于涌入了宋庄南部。在激烈的肉搏之中，2连的这班战士大部牺牲，少数几人用手榴弹杀开一条血路突回了北部的我军阵地。
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