12月19日，榮譽第一師猛攻653高地。鄭洞國在回憶錄中說：

這個高地為昆侖關東北之要點，可以瞰制整個昆侖關戰(zhàn)場，有二百余名日軍據(jù)險死守。從拂曉起，本師左翼第三團組織多次沖鋒均未奏效，傷亡較大，日軍趁我軍攻擊頓挫發(fā)動逆襲，雙方激戰(zhàn)甚烈。在此關鍵時刻，我軍連長楊朝宣、排長楊明率突擊隊，攜帶刺刀、手榴彈冒死突入敵陣，與敵短兵相接，將敵大部殲滅，終于控制了這個重要制高點。日軍惱羞成怒，在飛機掩護下不斷向653高地發(fā)動逆襲，并對我老毛嶺及441高地守軍猛烈反擊，激戰(zhàn)整日，但均被我軍擊退，損失慘重。日軍為了挽回敗局，于當日由南寧派出援軍分乘40輛軍車，強行通過我新二十二師在五塘的封鎖線，馳援昆侖關。這股敵人的意外到來，加劇了我軍的作戰(zhàn)困難。

昆侖關已成一片焦土。而在昆侖關上空，中日雙方的空軍也開始混戰(zhàn)。

12月19日，中國西路軍第一三五師和第一七○師一部向高峰隘發(fā)起攻擊，但未能突破日軍陣地，反被日軍增援部隊繞到第一三五師側后，形成對第一三五師的兩面夾擊，第一三五師遂向后撤退。第一三一師、第一八八師和第一七○師一部則切斷了日軍由南寧、龍州向北增援的道路。東路軍第一七五師和新十九師破壞日軍后方交通聯(lián)絡，策應昆侖關方面的作戰(zhàn)。戰(zhàn)局一片混沌。

12月20日清晨，第二○○師猛攻昆侖關。鄭洞國在回憶錄中寫道：

七時許，我戰(zhàn)車一度突入昆侖關，步兵也從東、西、北三面逼進守關之敵，但日軍頑抗不退，在空軍配合下拼命反撲，終使我軍立足不穩(wěn)，不得不退出昆侖關。此后我軍一連強攻兩日，均未能拿下關口，且有較大傷亡。

攻下的陣地又失守，讓中國官兵扼腕嘆息。許萬壽回憶，在陣地上，石頭幫了敵人攻擊的忙?！皵橙说呐趶棿虻绞^上，石頭炸開成石片子，也變成炸彈了。陣地大約占了兩三個小時，到天黑的時候，敵人就把陣地又拿下來了。第五軍戰(zhàn)友們退下來，沒有退到原來的攻擊出發(fā)地，就退到山腰?！?/p>

第五軍官兵在山腰稍作休整之后，再次向山頂發(fā)起攻擊?！胺凑褪欠磸蜖帄Z，”許萬壽說，“這個時候，第二○○師也好 ，新編第二十二師也好，榮譽第一師也好，經(jīng)過長時間的戰(zhàn)斗，傷亡不小，也很疲勞了?！?/p>

12月22日深夜，由于戰(zhàn)事陷入膠著狀態(tài)，中國軍隊的進攻隨時都有可能因敵人得到南寧方面的增援而前功盡棄，杜聿明決定調整作戰(zhàn)方案，采用要塞攻擊法，集中優(yōu)勢兵力奪取昆侖關周圍的幾個重要高地，最后再解決昆侖關之敵。

12月24日，榮譽第一師第二團突擊營經(jīng)過肉搏戰(zhàn)，攻下日軍的重要支撐點——昆侖關西北的羅塘高地，突擊營僅剩下數(shù)十人。蔣介石復電鄭洞國：“昆侖關之得失，影響于南寧作戰(zhàn)者極巨。該師激戰(zhàn)七晝夜，卒克要點，具見該師長指導有方，將士用命，深用嘉獎。仍希本一貫精神，以殲頑敵，完成任務為盼?！?/p>

當天，日軍第二十一旅團在增援昆侖關途中，旅團長中村正雄遭中國軍隊炮擊，次日凌晨死去。

臨死前，中村正雄在日記本上寫道：“帝國皇軍第五師團第二十一旅團，之所以在日俄戰(zhàn)爭中獲得了‘鋼軍’的稱號，那是我的頑強戰(zhàn)勝了俄國人的頑強。但是，在昆侖關，我應該承認，我遇到了一支比俄國更強的軍隊?！?/p>