首先冲入云山城内的是山地20师2001团4连，当他们到达公路大桥，守桥的是三韩靖国军的一个排。“一个连的士兵纵队沿着通往龙山洞的干道严肃而整齐地接近南桥面。他们还穿着没有标志的雪地迷彩防寒服，钢盔上也没有标志，所以警戒该桥的三韩伪军士兵可能认为他们是我军的精锐部队，没有查问就让其通过了，因为他们是堂堂正正、十分肃静地走过来的。”日军的战史记述道。据第八集团军军史记载，国防军士兵通过桥梁的时候甚至“他们的连长还和值班的三韩靖国军的军官互敬了军礼”。纵队通过桥以后一直在干道上北进，不久接近营部，他们突然发出信号，一齐向靖国军第5师团第一步兵团部袭击。4连的军事行动如同是在舞台上演出，中国士兵的机智在此表现得淋漓尽致。
三韩靖国军第一步兵团团部立即混乱起来，国防军的士兵成扇面队形展开，团部周围是一片密集的“连弩”半自动步枪的“啪啪”的点射声和“冲击者”冲锋枪的“哒哒哒”的扫射声，间或有手*雷爆炸的轰鸣。伪军很快就败下阵来，整个团部里面被扫荡一遍（www.biquwu.cn），几乎所有军官都被第一时间击毙，剩下的士兵除了缴械投降的就是撒丫子逃窜的，再无一人抵抗国防军。
云山城的日军裹挟了一些伪军开始向南逃跑，但是他们的后路已经被截断。一支在乡军人组成的侨民武装急速增援而来，但是当他们行至云山以南龙城洞至龙头洞之间的公路附近时，受到山地20师直属队的顽强阻击。国防军动用迫击炮和107火箭炮向这支颇具实力的日侨武装猛烈轰击，路过的航空队的几架啸鹰攻击机也凑热闹，在大路上洒下倾盆大雨一样的白磷燃烧*弹，这支只有轻武器的七八百人的日侨武装几乎伤亡殆尽，但对于不到两百人的直属队阵地还是无济于事。
云山失守后，第73联队和第74联队的退路彻底封闭了，而从鸭绿江北岸滚滚而来的国防军第八集团军的机步6师和机步8师则对盐川、龟城一线布防的第75、76联队进行了吸引性攻击，利用炮火和空军优势，把这两个联队七八千日军死死困在防线内，让他们再无一丝脱困的机会，待他们内无粮草外无援军的时候，根本不需要去死拼他们的战备工事。
现在日军在北方的两个师团全部被国防军给黏住或者吃掉了，尚有活动能力的仅仅剩下驻守平壤的十九师团辎重兵和直属部队和增援球场方向的第二师团第4联队，面对从大馆、博川方向上一路高歌猛进的王宏伟的装甲36师和宋作弗的装甲38师，确实是有心无力。最后为了避免成为第一位被敌人在战场上生擒活捉的中将师团长，尾崎义春不得不在请示了汉城的大庭二郎司令官之后，带着师团部的成员乘火车连夜南下，次日清晨就赶到了沙里院，算是逃过一劫。
中国国防军的快速反应部惯于在开始冲击时使用大量烟*雾弹进行遮蔽，机枪和火炮全速射击掩护，步兵只管乘坐装甲输送车冲锋并不开枪，避免浪费时间，500米的距离最多40多秒就可以乘着机枪和炮火轰击瞬间冲过去了，直接进入机关炮清理和步兵搜素的环节。如果半途开枪不仅不能有效的瞄准，还会延缓冲击速度，所以中国的快反部队往往是踩着炮点冲击的，这得益于中国国防军从建军之初就非常重视步炮协同，而且全部士官和一半多的士兵都是初中学历，能很快的学习掌握炮兵引导技术，配上车载电台就是无数的炮兵前进引导员，天上还会有气球观测组和飞机观测数据给炮兵，进行集中而准确的迅猛打击，如果没有强大步炮协同能力，国防军的战斗力会起码下降一半。
中国国防军的火炮射击技术相当精准，比如轮式车辆上搭载的35机关炮就成了专门用来打击日军的火力骨干重机枪的，在定州攻防战中，日军精锐的第76联队的重机枪中队才打了不到半小时，全联队的36挺重机枪就都被国防军的35机关炮给报销了，打的日军再也没有人再敢进机枪掩体。