在通辽城外，不得寸进，急的梅津美治郎中将一夜之间头发白了大半。
为了尽快突破通辽防线，梅津美治郎亲自下令将驻扎在奉天的航空兵第五兵团调往双辽，支援通辽方面的战斗。
尽管如此，绥察军区的部队的阵地依然坚如磐石，日军数万大军连番围攻都不能使其后退半步。
11月1日，包围圈里的伪蒙古军最先撑不住了，两千多不甘心做炮灰的伪军突然发生哗变，他们打开开鲁县西门，准备迎接第八战区的部队进城，虽然被日军发现并且阻止了，但是两千多伪军却顺利撤出了开鲁县城，给日伪军内部造成了极大的震动。
为了防止类似的事情发生，日军缴了剩下六千多伪军的武器，并且将伪蒙古军一干高层给控制了。此时城内的日军已经不足五千了，除掉上千伤兵以及几百名看守伪军的士兵，真正可战之力不到四千五百人，而城外的八路军却有足足四万余人。
1日下午，第12师团师团部再一次遭到马铮所部菜鸟空军的轰炸，这一次有了作战经验的菜鸟们显然比上一次要有准头的多。
再加上这次瞎猫碰上死耗子了，一枚航弹竟然落在了，第12师团师团部上村中将重伤，大量的日军高级指挥官阵亡。至此，已经强撑了三天四夜的日军防线终于崩溃了。
晚上，热南军分区的部队在几辆缴获的装甲车的开道下进入开鲁城，剩余不到两千五百名日军与大军展开了惨烈的巷战，直到全军覆没。第二天凌晨五点，刘凤池所部终于将城里的残敌肃清，第十二师团被全歼。
战后统计，大军从开鲁城里共抬出10478具日军尸体，2123具伪军尸体，战场起义的伪军有1897人，俘虏伪军3799人。而开鲁攻坚战第八战区也损失了将近六千人，其中阵亡人员超过了两千，这两千人主要是在昨晚的巷战中牺牲的。
第12师团被围歼，上村中将阵亡，这件事彻底震惊了关东军高层。马铮所部展现出来的恐怖战斗力让所有人震惊，这才多长时间，一个完整的日军加强师团以及配属的一万多伪军就这样被轻而易举的消灭了，这如何让他们这些人淡定呢。
第12师团被围歼后，日军很快就意识到第八师团此时的处境已经很不妙了，为此梅津美治郎中将致电通辽前线的冢田攻，命令其立即后撤。同时致电双辽前线的山田乙三中将，要求他的部队立即出双辽接应第八师团。
第12师团被围歼的消息传来，还有一个人也不淡定了，这个人正是日军华北方面军
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