军部会议散场不过半个时辰，吕公良策马赶回新29师前线指挥所。指挥所设在新乐城西一处高地土房，窗外青纱帐连绵数里，八千余名官兵正按战前划分快速完成分路集结，骡马拖拽山炮、迫击炮向两条进攻路线分头开进。吕公良摊开燕赵镇、明月店两份细化到连排的作战部署图，对着身旁85团团长、86团团长高声下达分兵指令。
全师10000人兵分两大主攻集群，同时扑向两处日军外围据点：85团配属师直属山炮营1个连、工兵营2个爆破排，主攻东侧燕赵镇；86团配属师山炮营剩余2个炮兵连、全师高射机枪分队，主攻西侧明月店；87团作为总预备队，留驻两镇之间官道中段，随时支援任意一处战场，同时分出1个营警戒定城方向增援之敌。
驻守燕赵镇的是日军独立步兵第5大队，大队长森川久大尉，下辖3个步兵中队、1个机枪中队，1个炮小队，合计约700名日军。镇子四周修筑3道环形壕沟，四角各筑1座钢筋混凝土碉堡，镇中心设大队指挥部，配属2门九二式步兵炮、8挺九二式重机枪。
协同守备的伪军为定县伪保安第2大队，大队长张怀安，下辖3个步兵中队共680人，伪军分守外围前沿壕沟，日军收缩在镇内核心工事，打算用伪军消耗国军进攻兵力，日军再伺机反冲击。
85团全团2500人，团长杨尚武上校亲率团直属迫击炮连、特务连坐镇中路指挥，营连分工清晰：
1营为主攻左翼，下辖三个步兵连，一个机枪连，一个迫击炮排。1连携带大量炸药包、爆破筒，为突击连，负责突进第一道壕沟，拔除壕沟两侧伪军地堡；2连侧翼配合行动，机枪连为重火力掩护连，全连6挺水冷重机枪架设在东侧高地，持续压制伪军壕沟火力；3连为跟进清剿连，待1连突破壕沟后迅速推进，分割伪军阵地，阻止伪军向后撤退与日军汇合。
2营主攻右翼，4连、5连轮番交替冲锋，6连为迂回分队，趁炮火掩护绕至镇子东北侧，切断燕赵镇通往定城的土路，拦截日军求援传令兵与增援小队，二营机枪连的6挺重机枪同样火力掩护。
3营作为团预备队，7、8连原地待命，9连配属工兵爆破排，专门攻坚镇子东北角日军主碉堡。
师属山炮营第1连4门75毫米山炮占领前沿高地，距离镇子3000米，首轮炮火优先轰击四角日军碉堡射击孔，压制九二式步兵炮阵地，而且这个距离，小鬼子的九二式步兵炮也打不到。
拂晓5时整，山炮率先开火，炮弹接连砸在燕赵镇外围伪军壕沟、土墙之上。伪军大队长张怀安蹲在壕沟土坎后，望着漫天烟尘吓得手足无措，接连向镇内日军大队部打电话求援：“森川太君，国军炮火太猛，我部前沿3个中队伤亡过半，壕沟多处被炸塌，根本挡不住！”
镇内森川久面色冰冷，厉声呵斥：“你的部队死守前沿，不许后退半步，皇军机枪中队会掩护你们，谁敢擅自后撤，就地枪毙！”他随即下令日军机枪中队全部转移至二线壕沟，等国军突击部队冲进伪军阵地时再集中扫射，同时传令2门步兵炮对准国军炮兵阵地进行反制。
炮火延伸的瞬间，85团1连官兵抱着炸药包冲出隐蔽壕沟，借着青纱帐掩护全速突进。伪军战壕里轻重步枪、掷弹筒一齐开火，子弹打在泥土上溅起大片尘土，多名突击士兵中弹倒地。2连重机枪立刻展开压制，密集弹雨扫平伪军火力点，1连3个爆破小组分三路冲到壕沟土墙下，引燃爆破筒，轰隆几声巨响，两段壕沟土墙直接坍塌，突破口彻底打开。
3连紧随冲锋，冲进壕沟与伪军展开白刃战。伪军本就是地方保安团改编，多数人不愿拼命，见到国军刺刀近身，大批士兵丢弃枪械跪地投降，仅有少量顽固伪军依托残堡负隅顽抗，很快被步兵清剿干净。
左翼防线崩溃，森川久立刻派出日军1个步兵中队，从镇内冲出实施反冲击。埋伏在东侧高地的2营4连、5连早有准备，轻重机枪、迫击炮交叉火力封锁开阔地，日军冲锋队伍瞬间倒下数十人，残余日军慌忙退回镇内。此时3营9连工兵排携带火焰喷射器，抵近东北角日军主碉堡，火舌顺着射击孔灌入堡内，堡内日军惨叫不绝，碉堡彻底失去作战能力。
2营6连成功切断对外道路，俘获3名前往定城报信的日军传令兵，缴获日军求援电报，证实森川久已经向定城旅团部请求主力增援。团长当即传令，3营剩余两个连队全部投入，从南北两面夹击镇中心日军大队部，山炮调整坐标，轰击日军指挥部院落。
战至上午9时，燕赵镇外围伪军680人战死127人、被俘460人，残余百余伪军溃散逃窜；日军第5大队伤亡320人，剩余不足300残兵被压缩在镇中心院落，四面合围已成，只待最后总攻。
就在85团猛攻燕赵镇的同时，86团也强攻日军第3大队平野勇部，伪治安军分遣营协同布防的明月店。
西侧明月店驻守日军独立步兵第3大队，大队长平野勇大尉，兵力600人，镇子背靠沙河南岸，依托河堤构建纵向防御阵地，河堤上下挖多层散兵壕，河堤制高点修筑2座主碉堡，配备3门九二式步兵炮。协同守备的是伪华北治安军独立15团第2营，营长马振山，下辖3个步兵连、1个机枪连，共550名伪军，河堤前沿全部由伪军驻守，日军扼守河堤高地与镇内后路。
负责进攻的86团2500人，配属师山炮营2个连、全师高机分队，团长姚俊明上校划分三层进攻梯队，营连任务划分一丝不苟：
1营正面强攻沙河河堤南段，三个连交替突击河堤下层壕沟，营属迫击炮排配备2门82毫米迫击炮，定点清除河堤伪军机枪阵地，机枪连6挺重机枪火力掩护步兵进攻；
2营迂回沙河上游，4连、5连涉水渡河，绕至明月店西北侧，截断镇子通往定城、燕赵镇两条通道，6连占领北岸高地后，机枪连立即跟上，以重机枪俯视全镇，压制河堤高地日军碉堡；
3营为总攻梯队，待1、2营完成外围封锁后，7、8连从正面突入镇内，9连协同工兵营爆破排，摧毁河堤两座日军核心碉堡。