于是，8师于当日下午3时由新店子以北向峰山开进并投入战斗。[17]虽然8师两个月前曾路过峰山，“对地形有点印象，但当面敌人的具体分布及工事构筑尚不详，友邻及地方政府只告知晓店子、峰山、嶂山镇已修有工事，各点外围也有敌人”。[18]然而，“当时处于紧迫的情况下，人地生疏，又无向导，只好一面前进，一面侦察”。[19]
第23团以第1、2、3营的顺序开进，晚8时左右，第1营营长张先军赶到峰山西南一个村庄的打谷场，领受任务。第23团政委王六生叮嘱：“峰山是制高点，对战役影响很大，你营在二十四团协同下主攻峰山”。张先军等研究敌情和任务后，确定以第1连主攻，第2连助攻（欠一个排警戒营火力阵地），第3连担任预备队。
晚9时，第23团第3营攻占了峰山西面的仇庄，第1营则于晚10时接近了峰山脚下，借敌方的火光观察到敌人在山坡设有鹿砦、铁丝网的障碍。该营以第1连副排长刘绪香率领爆破组去爆破障碍，同时，第3连以一个小时的战斗，消灭了峰山西南角独立家屋敌约两个排的兵力，并占领了敌炮兵阵地。第1连就势向峰山发起了冲锋，但突至壕沟发觉沟又宽又深无法通过，部队拥挤遭到敌地堡火力杀伤，伤亡很大，连指导员杨万章及副连长均牺牲，第一次冲击失败。随即，营又组织第2连两个排协同第1连发起第二次冲锋，再次冲至第一道壕沟，与敌激烈肉搏，终因伤亡太大，还是未能通过壕沟。营副教导员张明下山带原用于警戒营火力阵地的第2连一个排上山，但未到壕沟已经伤亡了大半。营接着组织了3个连一起冲击，由于营指挥员不冷静，没有选择好道路并压制住敌人火力，仍从原位置硬冲，而守敌已集中了13挺机枪、几十支冲锋枪封锁住了突击道路，故此第三次突击又告失败。[20]
报告敌军全线溃退的9纵，“估计敌攻击受挫发觉我主力到来，已有动摇现象或调整防务”，即令第73团留一个连固守五花顶及奶奶庙之阵地，第81团留一个营坚守沈庄、侯庄、大官庄之阵地，其余向嶂山镇出击。16时9纵部队进抵嶂山镇西北三里钱圩发现敌人据点，因出击部队过多，没有很好地利用地形，受到敌炮火射击，遂令部队就现地停止，同时命令第73团第3营负责消灭钱圩之敌。黄昏后部队开始部署，至22时歼灭预3旅第9团第2营第6连及及炮排，俘50余人。但随即又奉令攻打邵店之敌，于是停止了向嶂山镇发展。[21]第5旅的情况差不多，中午出击，至晚上第15团攻占了孙老圩（按：应为老和圩），[22]之后就停止了下来。
