眼看大同煤礦危在旦夕，田中社長隻能打電話向駐軍求援，大同駐軍的最高長官是個少佐大隊長，叫依田下園，知道田中家族在日本有很高的地位，而且田中的軍銜遠在自己之上。擔心田中出事後自己將受嚴厲處罰。立即命令沿途部隊集中前去救援。自己也隨即坐上軍用卡車，率隊前來緊急增援。
車隊正行駛著，突然輪胎爆了，坐車的士兵紛紛跳下車，還未站穩身子，就受到急襲火力的打擊，成串的手榴彈被丟過來，還有**夾在其中，五輛車猶如五個巨大的火把熊熊燃燒起來。日軍士兵被暴露在火光之下，身形非常明顯，而中國士兵隱在暗處，雙方的處境竟是天差地遠，何況日軍人少，指揮官陣亡，在激烈抵抗30分鍾後，由大同方向來援的日軍都玉碎了。
南郊方向的日軍，在接到依田大隊長的命令後，緊急出動，跑步趕向礦區，眼看隻差幾裏路了，卻是進了周鬆林所部的埋伏圈，在暗紅色的手電筒光晃了一下後，八杆事先測定好方向的大抬杆同時開火了。猶如一陣颶風從日軍隊伍裏刮過，日軍都一下到在地上，身上都或多或少的中了鐵沙，一下爬不起來。“衝上去。”周鬆林一聲令下，衝鋒號響了起來。隊伍馬上衝了上去。對著躺在地上的日軍就是一頓刺刀和手槍彈。戰鬥在幾分鍾內就結束了。
這時，礦區的戰鬥也到了尾聲，日軍被壓縮在一個極小的範圍內，礦工們一看機會來了，就暴動起來，（礦工中有晉綏軍戰俘2500餘人，）奪下了日本監工的武器，這樣，礦區的戰鬥在幾麵夾擊下也結束了。田中社長剖腹自殺，報答天皇陛下去了。六個日軍技術人員被俘。
陳邦棟到了礦區後，見了礦工們的慘相，馬上下令燒煮食物和燒水洗澡。在吃了一頓飽飯，洗了一個澡後，礦工們紛紛要求參軍。共有3200餘礦工加入了軍隊，於是進行了緊急編組。但隻有250餘件繳獲的武器可以武裝大家。
天亮後，在得知大同隻有一個小隊的日軍守衛後，陳邦棟決定向大同進攻。
首先派出偵察兵剪去了大同周圍的電話線路，然後幾千兵馬大規模的圍向大同，大同守軍還妄圖依城據守，但中國軍隊用迫擊炮轟掉了日軍的機槍陣地，又有狙擊槍瞄準城上守軍的指揮官，小隊長陣亡後，接替指揮的曹長一清點人數，發現不到30分鍾的戰鬥，小隊已隻有一半人能堅持戰鬥了，急忙和訓練皇協軍的同事打招呼，把正組建中的皇協軍拉上來抵擋一陣，誰知，皇協軍一個不滿編的連拉上來後，看到有大批中國軍隊攻城，立即在軍官帶領下，向著日軍射擊起來。此時，城門已被礦工炸毀，部隊衝入城中，日軍那一點人數實在應付不了，也都全體陣亡了。
城頭重新飄起了中國國旗，全城百姓非常高興，有些孩子燃放了一掛掛鞭炮，老人們留下了激動的眼淚。但陳邦棟卻隻有苦笑，慚愧於見到百姓期盼的目光，因中日間的國力差距太明顯了，這城是守不住的。
由於意外打開了大同城，而大同是日軍後方基地。陳邦棟部打開大同的日軍倉庫後，意外得到幾千支步槍，80餘挺輕機槍，三十二挺重機槍，一十二門82mm迫擊炮，擲彈筒80餘門，無線電台五部。另有大量槍炮用彈藥。足夠武裝一個聯隊日軍的軍用物資被繳獲。特別的，在軍用倉庫的最裏麵的一個單獨單間裏，發現了二十箱特種煙炮彈，彈藥箱外麵都畫有骷顱人頭，其中10箱紅色彈，10箱黃色彈。並有一大批防毒麵具。於是剛被解救的戰俘和礦工都被日式裝備武裝起來。連以上軍官被叫來進行防毒知識學習。