此时，716团1营和独立支队根据旅部命令从罗家岔赶到固练山，投入战斗。日军在数十次冲击和反冲击中，遭到八路军的集中火力和白刃格斗，伤亡甚大，有待黄昏突围的计划。
358旅当即召开各团长首长会议，下达了总攻击令：命令各部队力求在黄昏前解决战斗，歼灭日军。.并重新部署：716团继续向米峪镇北山固练山的日军进攻，将日军压缩在大川以内，另一部在娄家塔附近占领阵地，防止日军南逃； 4团以1个营在曹家掌东南高地由东向西进攻，主力于兴旺庄至米峪镇大川内成梯队配备，防止日军突围；独立支队以1个营从兴旺庄向固练村进攻，并以一部协同716团向固练村进攻，另以1个营在曹家庄附近占领阵地，防止日军向北逃跑。
各部队迅速调整部署，到17时部署完毕，立即向日军展开进攻。
黄昏时分，716团2营攻占了米峪镇以北高地，日军被迫退至山下集结，向东突围，却遭到4团1营迎头痛击。.
日军向东突围不成，掉头向北的兴旺庄突围，又遭到八路军堵击。日军东突不成，西碰不行，狼狈不堪地在大川内乱窜。
一小时之后，日军大部被歼，在固练村内还有150多名日军，他们从八路军烈士身上脱下黄军装，伪装成八路军。再加上716团与独立支队联络不畅，在固练村发生了误会。
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此时，虽然日军大部被歼，但八路军作战编制混乱，急需调整。因此，张旅长命令八路军716团和独立支队退出固练村，除少数兵力包围监视负隅顽抗的日军外，主力集结整顿，查明清楚，明日再战。
18日拂晓，716团又对固练村形成攻击之势。.这时，旅部得到情报，白道村方向有300多日军准备增援固练村的日军。358旅张宗逊旅长当机立断命令独立支队一个连快速占领潘家庄以东高地，向白道村方向警戒；独立支队主力必须强占大夫庄，向娄顶警戒，阻止日军增援。
这一天， 716团和4团一边以一部兵力打扫大川沟内的战场，一边集结休息，查明固练村的攻击路线。
时间一分一秒地过去，战争一分一秒的临近。18日下午5时许，攻击开始了。716团官兵向固练村山头的日军进行连续猛烈的冲击，日军地形有利，工事坚固，八路军没有打下固练村。4团对固练村的日军进行火攻，将日军固守的房屋焚毁，日军逃出房屋，被迫退到6个窑洞中死守。.
尽管日军在固练山两天两夜没有吃饭没有喝水，子弹消耗将尽，但他们依仗阵地坚固有利，拼命死守待援。
贺龙师长根据战斗情况分析：“固练山的日军所剩无几，若继续强攻，势必花很大代价；战斗又进行了两天多了，日军的增援可能性很大；用两个团的兵力，去消灭不到百人的日军，已是兵家大忌了。”
于是，师部命令358旅主力撤出战斗，集结于赤坚岭一带，准备新的战斗。旅根据师首长指示，又重新部署了兵力：以4团一部接替716团对固练山日军继续攻击，力求将日军歼灭，并彻底打扫战场；旅直率716团和独立支队向罗家岔转移。
6月19日早晨，当4团接替716团防务之际，因观察不严，固练山的日军趁机突围外窜，直到日军逃至兴旺庄的东河沟时，才被发现。4团2营6连侦察排、通信连马上追击这股日军，经过1小时的激烈战斗，将逃跑的日军全部歼灭在潘家庄与兴旺庄之间的坟地内。固练村窑洞内的日军，也被4团将窑洞攻开，将其全部击毙，米峪镇战斗就此结束。
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