12月20日淩晨，國民黨軍以重賞組織了一支敢死隊，向嶂山紅11師第31團陣地進行突襲。紅5連前衛排警戒哨疏忽大意，國民黨軍敢死隊遂突破紅軍前沿陣地，後續大批國民黨軍趁勢向紅軍主陣地縱深猛進猛插，直逼紅11師指揮所。天亮後，國民黨軍在強大炮火掩護下，集中兵力猛攻紅11師指揮所，並危及離此四裏左右的紅四方麵軍總指揮部的安全，使戰局麵臨逆轉的極大危險。紅11師師長王樹聲，政治委員甘濟時迅速組織指揮所手槍隊、通信隊、機關人員和31團一部與敵激戰，反複肉搏。至下午4時，國民黨軍攻至嶂山半腰，迫近黃安城。趙冠英聽到援軍炮聲，亦率黃安守軍拚命突圍。如果兩敵會合，黃安戰役將失敗。徐向前親自率總部手槍營，火速趕到嶂山前沿陣地時，紅11師隻剩下最後一個山頭陣地，國民黨軍已攻至半山腰。徐向前爬上山頂，子彈蝗蟲般在他左右上下亂飛，打得山石崩裂，泥土飛揚，樹枝斷裂，但他全然不顧。數不清的國民黨軍已上山頭，同紅11師混戰在一起。徐向前對身後的參謀大聲道：“命令紅30團和手槍營衝鋒！前線所有打援部隊全線出擊，向敵兩翼迂回！”
刹那間，衝鋒號響徹山穀。手槍營從正麵直壓下去，總預備隊從西側斜殺出去，紅11師從左側橫掃過去，喊殺聲震天動地。突然，徐向前向右一歪，右肩流出了殷紅的鮮血。他知道此刻指揮員的作用，忍住劇痛，若無其事地用左手向山下有力地一揮：“同誌們！堅決把敵人打下山去！”
手槍營幾百支盒子炮一齊噴出複仇的子彈，國民黨軍穀個子似地跟著就倒下一大片。紅軍衝入敵群，幾百把大刀，一齊閃著寒光，鮮血飛濺……國民黨軍在紅軍猛烈打擊下，終於潰退了。紅軍乘勝迫擊15裏，恢複了第一道防線桃花鎮。國民黨軍4個旅損失近半，退入黃陂、宋埠城內不敢複出。
當時，紅十二師師長陳賡指揮圍城部隊，連續攻城42天。趙冠英遭沉重打擊，彈盡糧絕，援兵無望，突圍無力，已到山窮水盡地步。陳賡指揮部隊一舉攻占黃安東關、西關和南關並抵近北關。同時，方麵軍總政治部發出“加緊政治工作，促進敵軍瓦解”的緊急通告，開展了群眾性的政治攻勢，用傳單、標語牌和戰場喊話等方式，揭露蔣介石、趙冠英的罪行，宣傳共產黨和紅軍的政策。同時，陳賡還組織力量，對敵人的空中補給線予以幹擾，采取多種形勢誘使敵機將物資空投到紅軍陣地，再誘使饑疲之敵出城搶奪給養，並以預設部隊給予殲滅。黃安守軍在紅軍強大的軍事壓力和政治攻勢下，軍心動搖，不少國民黨軍夜裏翻牆出來，向紅軍投降。
徐向前、陳昌浩等四方麵軍領導據此認為攻城條件已經成熟，遂決定於12月22日夜總攻黃安城。徐向前以第12師35團擔任主攻，以城西北為突破口，突破後向西門發展；第36團為第二梯隊，隨主攻團突進城內後，向北門進攻；以第34團1個營佯攻東門，另外兩個營奪取敵城外溜坡山陣地；以黃安獨立團和赤衛軍一部配合主力攻城；第11師32團為攻城預備隊，並準備截擊突圍之敵；以第31、33團和第10師30團於城南嶂山地區集結待命；總部騎兵連準備追擊逃跑之敵。“列寧號”飛機由總政委陳昌浩帶領，參加戰鬥。