续的炮击持续了两个小时，日军前沿阵地被炮火覆盖，许多工事被夷为平地，士兵伤亡惨重。
清晨六点，总攻信号弹划破天际。装甲军商少业部的坦克集群发起冲锋，履带碾过土地，发出沉闷的轰鸣，如同一群钢铁巨兽扑向日军阵地。“冲啊！”坦克兵们嘶吼着，主炮不断开火，摧毁日军残存的碉堡与反坦克炮。日军士兵试图用炸药包、燃烧瓶攻击坦克，但在坦克的火力压制与步兵的掩护下，大多未靠近便倒在血泊中。
第五军马占山部的步兵将士们紧随坦克之后，跃出战壕，向日军阵地发起冲锋。士兵们士气如虹，踩着炮弹坑，跨过铁丝网，与日军展开近身搏斗。
东线战场上，粤军第四军吴奇伟部沿东海岸推进。这里多山地地形，日军依托山路设置了多处阻击点。吴奇伟下令部队分兵多路，迂回包抄，朝鲜义勇军在前带路，利用山间小道绕到日军后方，发起突袭。日军猝不及防，被打得溃不成军，第四军顺利占领多个据点，向元山港快速推进。
西线的21军富占魁部，遭遇日军106师团的小规模反扑。富占魁下令部队构筑临时防线，用重机枪与迫击炮阻击日军。日军多次冲锋，均被21军击退，伤亡惨重，不得不撤回三八线以南。
日军总指挥西尾寿造收到前线战报，前沿防线多处被突破，伤亡已超8000人，心中大惊。他急忙下令本多、酒井、神原三个支队向中路增援，试图填补防线缺口。但这三个支队刚出发不久，就遭到朝鲜义勇军的袭扰，道路被破坏，补给车辆被炸毁，推进速度大打折扣。
9月7日，夕阳的余晖洒在三八线以南的战场上。中国军队全线突破日军前沿防线，向南推进5-10公里，占领日军前沿17处据点。战场上，到处是日军的尸体、损毁的武器与燃烧的车辆，鲜血染红了土地。
“传令各军，乘胜追击！”薛岳下令，“装甲军继续担任先锋，扩大战果；步兵部队巩固既占阵地，清剿残敌；朝鲜义勇军配合各军，破坏日军交通线，阻止日军增援。”