在对队伍进行重新整理后，日军以炮火为掩护，对二营阵地发动集团式冲锋。那些在稻田里弄得一身泥水的日本兵组成战斗队形，由西、北两个方向出发，开始沿着山脚漫山遍野地往上爬。

二营在乌龟山进行过防御作战演习，直到日军进入射程范围才猛然开火。当手榴弹雨点一般地投向敌群时，陈洪仁亲眼看到日本兵“像伐倒的树木，轱辘轱辘滚下山去”。

在第一次冲锋被击退后，日军经过短暂的休息，又发动了新的攻势。这次除步兵在前外，后面还跟着一百多名骑兵。日军以为骑兵可仗声势，岂知骑兵既不适合于在水田作战，山地战也占不到多少便宜，陈洪仁下令集中轻重机枪对准马队扫射，日军骑兵被打得人仰马翻，许多人马都滚到了河里和水田里。

当天进行的繁昌保卫战乃“繁昌血战”的顶峰，其激烈程度及其敌我双方所付出的伤亡代价，均为历次保卫战之最。经过日军一轮又一轮的轰炸和冲锋，二营阵地前已是一片火海，连树叶和树皮都被弹片削光了。当战斗进入到最激烈阶段时，二营自四连连长以下已先后牺牲了九名干部，陈洪仁派营部特派员前去代理连长，没过多久，代理连长也牺牲了，最后四连只能由一名排长进行指挥。

因为知道乌龟山是敌人的主攻方向，所以谭震林也手提驳壳枪，在乌龟山后的坝钉山督阵指挥。坝钉山与乌龟山仅隔几百米，谭震林的临时指挥所就在日军迫击炮的射程之内，众人担心他的安全，连劝带拉，硬是把他从山上拖了下来。说来也巧，刚刚离开，一发炮弹就落在了谭震林原来所站的位置上！

午饭过后，从获港赶来几百名日军，而二营也从后方得到了作战急需的子弹和手榴弹。双方拼死厮杀，二营的机枪手杀到眼红，直接从草丛中跳出来，抱着轻机枪进行扫射，枪管都打红了，手烫出血泡，他就用毛巾缠在手上继续射击。陈洪仁自己也拿着一支上了木把的驳壳枪参加战斗，打着打着，突然右臂中弹，血流如注。卫生员见了赶紧上前为他包扎，并要把他背下去。陈洪仁坚持不肯离开前沿，为了避免影响部队情绪，他示意卫生员不要声张，接着便又依托于一块大石头，用驳壳枪对着敌人进行射击。

下午三点，谭震林用三营将已严重减员的二营替换了下来。从山上下来的新四军官兵个个满身血污，衣服被炮火撕得破碎不堪，几乎不能遮身。

一个小时后，由于有生力量遭到大量消耗，日军终于失去进攻能力，只能派小部队到阵前收尸了。托着伤臂的陈洪仁看到，阵地前日本兵的尸体就像秋天割倒的稻草捆一样，密密麻麻地躺倒一片，更让他感到震惊不已的是，收尸的日军除了用战刀把死者的头颅砍下装进大麻袋外，居然连重伤员的脑袋也不放过！

所有尸体都被浇上汽油进行焚烧。整个汤口坝成了日军的火葬场，田野上到处冒起焚烧死尸的黑烟，难闻的臭味顺着北风一阵阵刮过来，不一会工夫，几百具日本兵的尸首就在烈火中化为了灰烬。

到战斗结束时，敌我双方都已经精疲力竭，同时三支队在繁昌的兵力或战或守，也已经穷其所用，否则在这个时候就算是拿出一个连的机动兵力出击一下，也够日本人受的。

在一九三九年下半年，三支队前前后后共进行了五次繁昌保卫战，称为“五保繁昌”，第三战区对此予以了通令嘉奖。无论是贺甲之战，还是“五保繁昌”，均属于战果较大的正规战，在此之前，即便是第一支队二团（老二团）、第三支队五团（老五团）这样的新四军核心主力，作战时也都以游击战、伏击战为主，和日军对抗的时间很短，只有这几次是从正面直接较量，且持续时间很长，这说明新四军的主力部队已逐渐走向正规化，不但能打小仗，也能打大仗了。

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