上午九点左右，第二军主力抵达高密外围，汇总了师侦营的情报后第二军很快制定攻击方案，十点攻击开始。日军在高密布置了一个师团加一个独立旅团，兵力多大两万四千人，如果不拔掉这颗钉子，第二军攻击青州的打算就会落空。
从胶州野战机场起飞的侦察机为第二军的炮兵指引方位，长达两个小时的炮轰后，第一装甲旅从正面强行突破，两个机械化步兵团随后从突破口跟进。
崭新的战争模式对战术思想还处于一战前期的日军来说是个巨大的挑战，虽然在九州之战中见识过华军的装甲部队，但如何应对还是个未解的难题。以日本的工业水平短时间内还制造不出有效的反坦克武器，即使最重视的英国人也没有在陆军反坦克武器上下太大的功夫，各国还没有跨过制造坦克这个门槛。
在华军炮兵两个小时的炮轰中，作为主力的日军第一军也拿出了三百门大小口径火炮与华军对轰，但很快淹没在华军火炮制造的火海中。激情四射的日军使出了人肉炸弹这个绝招，身处战事第一线的士兵们接到了不顾一切代价阻止华军突破的命令，大量手持集束手雷的士兵冲出战壕，冲向华军的坦克和装甲车，大部分被坦克同轴机枪和装甲车火力消灭，十几辆装甲车被日军偷袭得手，却没有阻挡住装甲旅的突破。
跟随作战的机械化步兵突破防线后顺着战壕清理日军，刘福贵所在的班组就随同作战。在战壕中顶在对前面的是手持“战壕清扫器”——散弹枪的士兵，刘福贵就跟在他后面为其装填弹药，另一名手持冲锋枪的士兵协同作战，组成的火力让日军士兵非常无奈。
三十五分钟内华军接连突破日军三道防线，战线上出现一个宽大一千多米的缺口，华军从这个缺口内涌入，并向两翼攻击，眼看防线就要崩溃，日军下达了撤入高密县城的命令。不过在机械化部队的攻击下，最终只有五千余人成功撤入县城，其余都为肥沃高密附近的土地做了贡献。
将高密县城包围后已是当天下午四点左右，华军攻势暂停，在六个多小