在首场交锋中倭寇以骑兵为主，加之人数过少，29军战士反应迅速，拼死抗敌堵住了缺口，让倭寇这次袭击无功而返，但是这次交锋也使我方了解自己武器装备与小鬼子的差距。
了解前线实际战斗情况后，借鉴127团的战斗经历第37师109旅旅长赵登禹认为，我方武器火力与敌人差距过大，如果在之后的战斗中仍然保持正面交锋的作战方式，我方将士必定会伤亡惨重，稍一思索，赵登禹决定剑走偏锋。
次日凌晨，赵登禹接到了倭寇集结主力部队准备总攻的消息，于是立即下令将部队进行划分，其中4个营在战场正面负责牵制敌人的主要部队，另外两个营趁着天还未亮绕到倭寇后方进行偷袭。
两个营的战士们提前在隐蔽的位置挖好战壕后进行埋伏，在倭军行进到此处时，战士们突然从战壕里冲出与倭军进行白刃战，此举将双方的武器差距完全拉平，也让倭军这次总攻的意图得以被抑制。
既然双方的唯一差距就在武器上，那白刃战毫无疑问可以弥补这种差距，于是赵登禹准备继续和倭军进行白刃战，这样可以获取赢得倭军的机会。
11日3时，29军的大刀队从倭军防备薄弱的悬崖方向登上鬼子防区，赵登禹，佟泽光两位旅长身先士卒手持大刀冲入敌营，这场战斗充分发挥了我方军人在白刃战中的优势，成功歼灭了敌军两个联队。
早晨7时，倭军再次用猛烈的炮火轰击喜峰口各阵地。上午10时后，倭军开始把炮火移向喜峰口上，西侧的高地，顿时炮火连天随即在猛烈的炮火掩护下，倭军的步兵向高地冲锋，我军队反应迅速予以勇猛还击，一次次的打退敌人步兵的进攻。激战延续到下午3时许，尸横遍野，血迹斑斑。我方军队也因伤亡过重而不得不后撤，高地为倭军所占。
倭军如果占领西侧高地，势必会让我方军队的全部阵地处于不利形势。千钧一发之际，赵登禹果断下令：“立即组织还击，迅速夺回高地！”
下午4时，反击开始。他们速战速决，仅凭1个小时，就已登上西侧高地，在那里与倭军展开殊死搏斗。士兵们个个奋勇当先犹如猛虎，手中的大刀更是大显神威，砍杀鬼子数百人。战士们挥刀杀敌，左砍右杀，如过无人之境，倭寇望之丧胆。
经过一天的激战，我方虽歼敌五百余人，但是伤亡三百余人，连、排长5人捐躯，最后倭军残余部分狼狈溃逃，西侧高地也被我军夺回。
经过两天多夜以继日的混战，敌我双方均伤亡惨重，阵地上战尸横陈，血流成河。 宋哲元、张自忠、冯自安几位指挥官深知，如此单靠拼杀的战场消耗性战术并非善策，遂决计于11日夜对敌人施行大规模夜袭，并命赵登禹组织实施。
在得到29军军长宋哲元的批准后，几人作了具体的战斗部署：
将第一线正面阵地交给王治邦旅固守。
一路由赵登禹率领2个团从左翼出潘家口，绕至倭军右侧背后。“占领三家子、小喜峰口，协同正面王治邦旅夹击喜峰口西侧高山敌人”。
另一路由佟泽光率领李九思团及仝瑾莹团，从右翼经铁门关出董家口，“绕攻敌左侧背，攻击喜峰口东侧高山敌军”。
“王岷山营占领白台子，已将通宽城子大道破坏堵塞，以防止敌兵增援。”
待赵、佟两路袭击得手后，正面阵地王治邦旅即可行军出击。
按照既定部署，11日深夜，两路分头出发。 赵登禹亲率的董升堂团，出潘家口到达喜峰口附近的三家子，这里是倭军骑兵的宿营地。此时的敌兵还在鼾睡之中，不知死亡将至。四周一片寂静，只有成群的马匹遍布营区。
这一带附近和喜峰口内外，前几日下过雪，到处结着冰。但29军官兵不觉寒冷，情绪高涨的在冰雪中行走。董团抵达三家子、小喜峰口时，王团也到达了狼洞子及白台子的倭军炮兵阵地。
其实倭军有条军规：凡在战场宿营一律不准脱衣。但是，因长期以来倭军从未遭过我方军队的袭击，所以倭军内部对纪律有所松懈。除了在老婆山配备了兵力担任警戒任务外，其余主力部队此时都在小喜峰口以北强占的民房中，他们脱衣酣睡，万万没想到29军竟能雪夜袭击。
战士们冲入营房，举起大刀，杀声震天，顷刻间敌人脑袋应声落地。其他倭军从睡梦中惊起，朦胧中就看到寒光闪烁的大刀直砍过来，顿时吓得魂飞魄散，不知所措。许多敌兵尚未清醒，便已身首异处，魂归西天。有的则鬼哭狼嚎，抱头鼠窜。我军则是越杀越勇，片甲不留。
第三营预备队行进到横城子时，被敌方哨所发现，呜枪报警，赵登禹急令大刀队员向横城子的敌军强袭。大刀队员个个威武霸气，了无惧色、奋勇直前与敌人近身肉搏，厮杀在一起。
次日凌晨1时，赵登禹部由当地老乡带路，沿滦河西岸绕到蓝旗地，然后东折，向盘踞在蔡家峪、白台子的敌军炮兵阵地发起猛攻，倭方面认为29军不敢以数千之众，深入他们腹地偷袭，因此疏于防备。王长海的127团个个勇猛无比，无所畏惧，他们迅速逼近营区，挥刀就杀，将敌方护卫炮兵的外围部队全部消灭后，杀入敌人炮兵阵地，用手榴弹、炸药包将敌军的山炮、铁甲车给炸毁。
此时以是拂晓，盘踞老婆山的敌军发现背后受敌，转过枪口便向我方军队扫射，我军一面反击，一面继续摧毁敌人的装备。 营长苏东元熟知炮兵技术，利用俘获的敌军大炮，向高地的敌人连射二十余发，发发都中，中弹之处朵朵开花。令人惋惜的是苏营长不幸敌人的流弹击中壮烈牺牲了。
赵登禹见天光大亮，我军已明显暴露，不宜久战，遂命部队抓紧战机，摧毁敌人一切接应的车辆，弹药等武器。霎时间火光四起，浓烟猛烈，敌人的18门炮都被毁坏，并缴获机枪二十余挺、作战地图、望远镜等物品，敌人的装甲车也被我军破坏殆尽。