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不准确的敌情判断和盲目的乐观情绪带来的是轻敌思想，由此，中国军队对砥平里的攻击看上去就像是临时组织起来的大杂烩：攻击战先后投入了八个团，八个团来自第三十九、第四十、第四十二三个军，而负责战场统一指挥的是第四十军的一一九师。
一一九师师长徐国夫领受任务时就想不通。别说还没有看过地形和深入了解敌情，这样打乱建制地组成攻击部队，并且让一一九师成立“前指”，而徐国夫对其他部队的情况一概不了解，由于部队严重缺乏通讯手段，一旦打起来很难协同。徐国夫要求把战斗发起时间往后拖一下，以便了解敌情和战场地形，与参战的各个部队为通协商一下，特别是，他想等一一九师的主力团三五五团回来，这样打起来心里才能有点底。但东线指挥部坚决不同意：“敌情不过是一两个营，可能已经逃跑了一部分，必须迅速抓住敌人，不能拖延！”
砥平里反击战预定的攻击时间是门日上午。但此时在砥平里的中国军队无法实施攻击。
徐国夫师长仓促召集参加攻击部队的指挥员会议。令徐国夫恼火的是，第四十军三五九团团长没来，派来的是政委。而第四十二军的三七五团只派来个副团长。但这位副团长却带来了砥平里的真实情况：那里不只有一两个营的敌人，而且敌人根本没有要逃跑的迹象，摆出的是坚守的架势。徐国夫立即把情况向上级报告，但没有得到回应。
会刚开完，又传来让徐国夫吃惊的消息：配合攻击砥平里的炮兵第四十二团，因为马匹受惊暴露了目标，现已遭到空袭，不能按时参加战斗。这意味着火力本来就弱的中国部队没有了炮火支援，只能靠手中的轻武器作战了。
这时，第四十二军一二五师三七五团在向砥平里接近的路上遭遇敌人而受阻，第四十军一一九师三五六团也因行动迟缓，没按时赶到攻击地点，结果，在徐国夫指挥的方向上只有三五七团和三五九团两个团。
砥平里交战双方兵力和火力对比严重失衡的攻击在13日晚开始了。
徐国夫当时不知道，其实还有几支中国部队也参加了对砥平里的攻击，只是由于通讯手段落后他们没能互相联系上。
在指挥混乱的攻击中，只有中国士兵的无所畏惧的献身精神在砥平里被火光映红的夜晚迸发出耀眼的光芒。
三五七团三营七连在连长殷开文和指导员王玉峋的带领下，向着敌人炽热的火力扑上去。突击排在通过冰坡的时候，在敌人射来的猛烈枪击当中损失严重，但是他们无畏生死地顽强突击，占领了敌人的前沿阵地，但立刻，阵地受到美军极其猛烈的炮火袭击。连长殷开文牺牲。阵地开始在中美士兵手中来回易手，指导员也牺牲了。七连以其巨大的伤亡，在美军的阵地前沿与之争夺，他们没能接近美军的主阵地。三五九团九连指导员关德贵是个有名的“爆破英雄”，在第一次战役中他带领土兵顽强地坚守阵地，手和脚都被凝固汽油弹严重烧伤。在这次攻击中，他带领突击队冲在最前面。在攻击第一个山头的时候，他的胳膊负伤，在打第二个小山包的时候，他的腿又中弹，棉裤和棉鞋都被鲜血浸透。
徐国夫指挥着两个团一直打到天亮，没能占领一块敌人的主阵地，部队伤亡比预想的要大得多。
第三十九军一一五师奉命参加打砥平里的战斗时，全师上下都很高兴。因为听说砥平里敌人兵力不多，觉得这下能立大功了。所以，13日在研究作战计划时，师长王良太主张以三四四团为一梯队，三四三团为二梯队，三四五团为预备队进行攻击。三四三团团长王扶之对这个主张有意见，王团长个敢打硬仗的好手，他觉得把他列在二梯队心有不甘，而且他多少有点“私心”：砥平里就那么点敌人，跟在三四四团后面进去，不是什么功也没有了嘛。于是，王扶之提出三四三团和三四四团并肩打进去。
师长和政委交换了意见，同意了王扶之的建议。
黄昏，三四三团开始攻击。在攻下第一个山头的时候，他们向师指挥部报告：“我们打到砥平里了！”
师指挥部的回答是：攻击并且占领！
当王扶之再次打开地图核对的时候才发现，他们打下的根本不是抵平里，而是抵平里外围一个叫马山的山头。更让王扶之意外的是，通过对俘虏的审问才知道，砥平里根本不是“没多少敌人”，坦克大炮不说，光兵力就有6000多！
王扶之赶快向师指挥部报告，并且立即命令部队，在天亮之前，无论如何要做好敌人向马山外围反击的准备。
参加对砥平里攻击的第四十二军一二六师三七六团也犯了和三四三团一样的错误。这个团被配属第三十九军，接到攻击批平里的命令后，团长张志超立即带领部队开始行动。他们迅速拿下挡在他们攻击路线上的一座小山，并且按照地图上所指示的路线，向砥平里扑过去。当按照判断的方位和计算的行进时间应该到达批平里的时候，他们发现山谷中有一个小村子。
夜色中，有开阔地，有房舍，有公路，有铁路，一切都和地图上的抵平里标志一致，于是三七六团毫不迟疑地开始了强攻。二营打头阵，团属炮兵压制敌人的火力，三营从侧翼配合，尖刀班的士兵每人带着十几颗手榴弹，冲进村庄一齐投掷，霎时间这个村庄被打成一片火海。守在这里的美军顶不住了，向暗夜中溃退而去。张志赵兴奋地向师指挥部报告：“我们已经占领砥平里！”
指挥部一听很高兴，没想到砥平里这么好打，还有几个团还没用上呢！于是命令同时向前运动准备攻击砥平里的三七七团停止前进，因为砥平里的战斗结束了。
一二六师师长黄经耀究竟是有经验的指挥员，越想越觉得事情恐怕没有这么容易，于是又打电话给张志超，问：“你给我仔细看看，公路是不是拐向西南？铁路是不是拐向东南？”
张志超说：“这里的公路和铁路是平行向南的！”
黄经耀头嗡的一声大了：“张志超！你给我误了大事！你打下的那个地方叫田谷，砥平里还在田谷的东南！给我立即向砥平里攻击！”
三七六团赶快集中部队，以一营为主攻，向真正的砥平里攻击。一营在7门山炮和23门迫击炮的支持下，连续向砥平里攻击了三次，炮弹很快就打光了，兵力损失无法补充，天亮的时候没有任何成果。
14日，白天到了。
美军的飞机铺天盖地而来，轮番在中国军队的所有阵地上进行了前所未有的猛烈射击和轰炸。中国军队的官兵们自从入朝作战以来还没有见过这么多的飞机集中在这么一块巴掌大的天空中。美军飞机整整轰炸了一个上午，然后，砥平里的美军和法军开始出动坦克和步兵，向中国军队的阵地进行极其凶狠的反击。在三四三团二营的马山阵地，从砥平里出击的美军和法军多达五路，火力之强令阵地上的中国士兵抬不起头来。二营伤亡严重，班和排的建制已经被打乱，但从不同方向冲击而来的美军一次又一次发起冲锋，二营营长王少伯在给王扶之团长的电话中声音都变了调：“团长！快下命令撤退！不然，二营就打光了！”
王扶之的回答是：“要是把阵地丢了；我杀你的头！”
说完，王扶之就后悔了，后悔不该在这样的时刻对自己部下说这种话。但是，不是要坚决打砥平里嘛，马山这个地形优越的冲击出发点要是丢了，还怎么打下去？
王少伯硬是指挥士兵们在马山阵地上坚持了一个白天，虽伤亡巨大，但阵地没丢。
在另一个方向上的三五九团的阵地上没有可蔽身的工事。
美军飞机来回地俯冲轰炸扫射，这些飞机有的来自美国海军的航空母舰，有的来自南朝鲜釜山的机场，重型轰炸机则来自日本板付机场。它们在很低的高度上掠过，发出的啸音震耳欲聋。
与三五九团阵地相邻的高地依旧在美军的控制之下，美军在高地上使用坦克的直射火炮和M一历高射机枪，居高临下地近距离向中国阵地上进行射击，中国士兵的射击完全被压制了，处在束手无策被动挨打的境地。团长李林一刚在电话机中向各营传达了“坚守阵地”的命令之后，线路就被炸断了。想和最前面的三营取得联系，但在连续不断的轰炸中三营根本听不见。李林一给通信连下了死命令：一定要接通电话线！结果连续冲上去七个电话员，全部倒在半路上，无一生还。
天终于黑下来了，熬过白天的中国士兵向砥平里主阵地冲击的时刻又到了。
14日夜晚，中国军队参加批平里攻坚战的各团都已到齐了，他们从四面八方一齐开始向这个不到两平方公里的小小环形阵地开始了前赴后继的攻击。
在炮弹和手榴弹连续不断爆炸的闪光中，美二十三团各营的前沿阵地同时出现了激战状态。中国士兵冒着美军布置下的一层又一层的拦截火力毫无畏惧地冲锋，前面的士兵倒下，后面的士兵踏着尸体前进。环形阵地内到处是跃动的中国士兵的影子，这些身影因为棉衣的缘故。看上去十分臃肿，但他们滚动前进时瞬间即逝。美军所有的坦克和火炮用最密集的发射速度向四周喷出火焰，在中国士兵冲击而来的每一条路上形成一面面弹雨之墙。接近午夜的时候，激战到达最高潮，与地面上流淌的鲜血相呼应的，是战场上空大约每过五分钟就升起的～群密集的照明弹，而由几十条曳光弹组成的光带，接连不断地平行或者交叉地穿过照明弹的白光之下。美军支援而来的夜航飞机投下了由降落伞悬挂着的更为刺眼的照明弹，长时间地如巨大的灯笼一般在砥平里双方士兵的头顶摇荡。
望美山方向的美军阵地在午夜时分失守了，二营G连的一个排只剩下施密特中士还活着，三排也只剩下了六名士兵。在营长爱德华的严厉命令下，连长希斯得到了弗里曼团长从团预备队抽出的一个特种排和几辆坦克的补充，开始对中国军队进行反冲击。但是，美军负责掩护的迫击炮受到中国军队炮火的压制，反冲击的士兵还没冲出多远就出现了六人伤亡。在继续向前冲击的时候，中国人的子弹从侧面射击而来，原来旁边的阵地也被中国军队占领了。突击排很快全部伤亡，希斯亲自带领士兵冲击，结果在一个上坎上被子弹打倒。一个士兵拉着他往回拖，上来的拉姆斯巴格上尉在照明弹的光芒下看到了这样的情景：这个士兵的胳膊被打烂，一块皮肤挂在断裂的伤口上。他用一只手拉着一个人，这是胸部中弹已经昏迷了的希斯。这时，中国士兵开始了又一轮冲击，G连残存的土兵活着逃回环形阵地的，仅仅是很少的几个人。
在砥平里环形阵地中与中国士兵彻夜血战的，还有一个法国营。法国营由拉尔夫。蒙克拉中校指挥。拉尔夫是个具有传奇色彩的法国军人，军服上挂满了各种军功勋章，他在他所经历的战斗中曾经16次负伤，现在一条腿还痛得厉害。朝鲜战争开始的时候，他是法国外籍军团的监察长，军衔是中将，他认为能带领法国军队参加朝鲜战争是一种殊荣，自愿把�