与此同时，运河边的水上巡逻团也发起了进攻。方天晋带着战士们，驾着小船悄悄靠近徐州城南的运河码头，码头的日军正盯着东门方向的枪声，有的还踮着脚往那边看，完全没注意到身后的小船已经靠近。“冲上去！”方天晋一声令下，战士们纷纷跳上岸，举着步枪对着日军扫射，有的还扔出了手榴弹，“轰隆”一声，码头的日军掩体被炸毁，里面的日军被炸得飞了出去。码头的日军惊慌失措，有的掉进运河里淹死，有的想往城里跑，却被水上巡逻团的战士追上，一刺刀捅倒在地。方天晋握着胡海峰的军刀，朝着一个日军军官冲过去，军刀劈砍间，日军军官的军帽被砍掉，头发散落下来，他刚想拔刀反抗，方天晋已经一刀刺穿了他的胸膛，军刀拔出来时，鲜血溅了方天晋一身。“胡政委，我替你报仇了！”方天晋对着天空大喊，声音里满是悲痛和愤怒。
六点五十分，骑兵团一千八百人在团长姜明文的带领下，骑着高头大马，朝着徐州城冲来。骑兵们手持马刀，腰间别着手榴弹，马背上还挂着轻机枪，冲进东门后立刻分散成小队，朝着街道两侧的日军发起冲锋。一个日军小队刚从掩体里钻出来，就被骑兵包围，马刀挥舞间，日军的头颅纷纷落地，鲜血溅在马鬃上，马却丝毫没有停顿，继续朝着下一个目标冲去。姜明文骑着一匹黑马，手里的马刀砍倒了三个日军，他对着身边的战士喊：“快冲！打乱小鬼子的阵型，完事后咱们还要去汶上驻防！”
“骑兵团注意！完成冲锋后立即撤出城外，赶赴汶上驻防！”任天侠通过电台再次提醒。骑兵团在城里冲了十分钟，将日军的阵型彻底打乱，有的日军被吓得躲进民房，有的则朝着城外跑，却被骑兵的机枪追上。十分钟后，骑兵团开始撤出徐州城，马蹄扬起的尘土在城门口形成一道灰黄色的线，朝着汶上方向疾驰而去，骑兵们的呐喊声渐渐远去，只留下城门口满地的日军尸体。
七点整，一团、二团和三团同时发起冲锋。一团从东门进城，团长张守义带着战士们逐屋清剿，遇到日军抵抗就往屋里扔手榴弹，“轰隆”一声过后，再端着刺刀冲进去。一个日军躲在衣柜里，他屏住呼吸，听着外面的脚步声越来越近，刚想开枪，就被张守义一刺刀捅穿木板，刀尖从日军的胸口穿出，日军惨叫着倒在地上，鲜血浸透了衣柜里的和服，和服上的樱花图案被染成了暗红色。张守义拔出刺刀，对着战士们喊：“仔细搜！别放过一个小鬼子！”
二团从北门进城，团长赵青山吊着受伤的右臂，依旧冲在最前面。他的右臂被日军的子弹打穿，绷带已经被鲜血染红，却还是用左手举着步枪。他看到一个日军军官举着军刀大喊“死守阵地”，立刻端起步枪，瞄准军官的太阳穴扣动扳机，“砰”的一声，日军军官应声倒地，军刀掉在地上，发出“当啷”一声响。士兵们看到军官被杀，瞬间失去斗志，有的举手想投降，却被赵青山厉声喝道：“旅长有令，不留俘虏！为牺牲的兄弟报仇！”战士们立刻开枪，将投降的日军全部击毙，枪声在街道上回荡，没有一丝犹豫。
三团从南门进城，团长李柱子带着刚补充的新兵和老兵一起冲锋，他手里举着马卫国副团长的军牌，军牌上还沾着羊山集的泥土，对着战士们喊：“兄弟们，为马副团长报仇！冲啊！”三团的战士们像打了鸡血一样，端着步枪朝着日军冲去，新兵们虽然紧张，却还是跟着老兵往前冲，有的新兵摔倒了，立刻爬起来继续跑。一个日军碉堡挡住了去路，碉堡的射击孔里不断喷出火舌，几个战士冲上去都被打倒了。李柱子亲自抱起炸药包，朝着碉堡冲去，战士们用机枪掩护，子弹“嗖嗖”地从李柱子身边飞过，他却丝毫没有停顿，冲到碉堡门口，将炸药包塞进射击孔，拉响引信后迅速卧倒，“轰”的一声，碉堡被炸毁，里面的日军全部被炸死，碉堡的碎片溅得到处都是。三团战士们踩着废墟，继续朝着城里推进，每一步都带着复仇的决心。
城里的特战队也在同步清剿关键节点。林虎带着剩下的两百名战士，先攻占了电报局，切断日军的对外通讯——报务员还在试图发求援电报，手指在按键上飞快地跳动，就被特战队战士用枪托砸晕，电报机的线路被剪断，日军再也无法向外界传递消息。接着，特战队又攻占了警察局，缴获了日军的布防图，布防图上用红笔标注着日军的各个据点，林虎立刻通过电台传给各团，大大加快了清剿速度。在攻占日军临时指挥部时，特战队遇到了抵抗，日军的一个少佐带着几十个士兵负隅顽抗，林虎带着战士们展开激战，最终将他们全部击毙，少佐的尸体被扔在门外，胸口插着一把特战队的匕首。
八点半，徐州城里的日军基本被肃清。一团、二团、三团和水上巡逻团的战士们还在逐街搜索，防止有漏网之鱼。一个日军躲在民房的地窖里，他抱着步枪，大气不敢出，却被房主发现后举报——房主是个老太太，她偷偷跑到街上，对着巡逻的战士们说：“我家地窖里藏着个鬼子！”战士们跟着老太太来到民房，掀开地窖盖子，朝着里面扔了一颗手榴弹，地窖里传来一声闷响，再下去查看时，日军已被炸得粉碎，地窖里满是鲜血和碎肉。水上巡逻团的战士们在运河边发现了一艘日军汽艇，汽艇的引擎还在运转，上面载着十几个日军，他们想趁着混乱逃跑。战士们立刻驾着小船追上去，用机枪扫射，汽艇上的日军纷纷中弹倒地，汽艇失去控制，撞在运河的桥墩上，沉没在运河里，只留下水面上漂浮的油污。
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