山田谷一看到八路军被打退，立刻高高举起指挥刀，大声喊道：“全体追击！杀给给！”那些鬼子们听到命令后，如同脱缰的野马般，从城门直接冲出去，奋力追击八路军。伪军在鬼子顾问的严厉督导下，也不敢有丝毫懈怠，紧紧地跟在鬼子后面奔跑。
蔡少山带领着几个排的战士一直跑了长达一公里的距离后，才逐渐放慢了脚步，装出一副狼狈不堪的模样。此时的鬼子们看到八路军似乎跑不动了，顿时像打了鸡血一般兴奋，而鬼子后面的伪军也不甘示弱，紧紧地跟随着鬼子的步伐。
在追击的过程中，鬼子们一边前进，一边警惕地看着左边的山上，心中充满了担忧，生怕受到八路军的埋伏。直到把鬼子引到伏击地，队伍的速度才稍稍慢下来。鬼子们小心翼翼地前行，时刻留意着周围的动静。蔡少山布置了长达一千米的伏击阵地，然而，在追击过程中，鬼子和伪军的队伍逐渐紧密，伏击阵地的长度变成了五百米。眼看着鬼子即将快走出伏击圈，蔡少山当机立断，命令山上连续投下五颗手榴弹。
手榴弹的连续爆炸声如同战斗的号角，正在追击的鬼子们听到爆炸声后，马上停下了脚步，纷纷持枪向山上瞄准，警惕地观察着山上的动静。而早已经埋伏在沙地的投掷队员们，在没有掀开顶板的情况下，便迅速拉响了手榴弹。他们右手握着手榴弹，左手猛地推翻顶板。此时，看到三十米外的路上，鬼子的精力都集中在左面的山上。距离鬼子三十米的掷弹手，毫不犹豫地直接将手雷投进鬼子的行军队伍中。落地就爆炸的手榴弹，瞬间将鬼子和伪军炸得晕头转向，不分东西南北。接着，每个人连续投出了剩下的七枚手榴弹。
第一波的所有投掷手都投出了手榴弹，因为他们都是提前拉响了手榴弹，所以动作迅速而果断。
第二波就只有接近鬼子的投掷队员才进行投掷。第二波三百枚左右的手榴弹在鬼子中间爆炸，威力巨大。随着掷弹手将八枚手榴弹全部掷出，掷弹手们拔出手枪，勇敢地冲向三十米外东倒西歪的鬼子和伪军。
这次是无差别攻击，无论鬼子还是伪军，一律爆头。实际上只有二百六十多名战士参与了此次战斗，每人投掷了八枚手榴弹，攻击三十米外的一千多鬼子和伪军。这已经是饱和攻击了，鬼子和伪军几乎已经没有完整的人形。
但这二百多投掷手，包括没有投掷第二波手榴弹的投掷手，也都拔出枪跑了过来。可当他们到达后，却发现完整的鬼子头颅都被先到的队员击碎，他们看到的是一片残肢碎肉。这些可都是没有经过太多战斗的县大队队员，看到这个惨像，一个个抱着脖子吐得天昏地暗。
这时候，蔡少山带领的人也已经赶了回来。很多队员看到地上满目狼藉的景象，也都抱着脖子就吐。
蔡少山一看这个情况，深知这是一名战士必须经历的一个过程。他便拿出驳壳枪，连续向天上射出几发子弹，严肃地说：“都是爷们吗？打鬼子连这点事情都经不了，还能干什么？所有人，一律进去搜捡战利品。一根针都不能剩。每班捡五十米，快！还要迎接接下来的战斗。”
队员们一个个白着脸，在碎肉里艰难地扒拉着。后来，蔡少山让所有人将所有尸体拉到路边，以免影响周连长带来的炮兵行军。
勉强补齐了投掷兵的武器，每人八颗手榴弹或手雷。在投掷兵的要求下，凑够了五百只长枪。投掷兵也背上了毛瑟步枪或三八步枪。八挺重机枪几乎没有损坏，其他捷克机枪和歪把子轻机枪，只要能用的，都被扛在肩上。卡车过来将剩下的武器和弹药，不论好坏都装在上面。同时，蔡少山带着一千人包围了孝义城。
山田谷一看到连续从路上驶来的卡车，这才恍然大悟，知道自己上当了。四个城门的一千米外，每个城门被布置了两挺重机枪，数挺轻机枪