這時，後續部隊還沒有跟上來，敵人又乘機以火力封鎖突破口，向突入寨牆裏麵的1排、2排反擊。在突破口處，隻剩下6名戰士，他們表示：“寧可戰鬥犧牲，決不後撤一步！”在1排長占宗景的指揮下，突擊勇士們用步槍、手榴彈，三次打退衝到跟前十幾米的敵人，堅持人在陣地在。直到半小時後，後續部隊才衝進了突破口。
夜11時30分，5連首先打開了寨牆突破口。敵第541團上校團長劉興遠親自督戰，組織一個連向突破口反撲。3營朱懷泉營長、劉誌德副教導員不幸壯烈犧牲。5連勇士們怒火填膺，待敵人進至30米時，高喊著：“為營首長報仇，為犧牲的戰友報仇”的口號，一齊猛烈開火，隨即端著刺刀，衝入敵群，展開白刃格鬥，殺得敵人屍橫遍地，倉皇潰退。
在5連掩護下，營二梯隊從左翼進入戰鬥。二梯隊4連在向左翼發展中，遭敵兩挺機槍交叉火力阻擊。
2排長錢同仁立即帶領4班繞到敵後，一把抓住敵機槍，用駁殼槍抵住這挺機槍射手的腦袋繳了械。連長聶永昌也帶領3排衝進胡同，奪了敵人另一挺機槍。2營迅速搶占附近幾個院落，鞏固擴大了突破口。
8日零時許，楊俊生旅長命令李程團長、戚先初政委，率1營、3營主力，從2營左右兩翼進入村內加入戰鬥。敵人集中火力向我突入部隊猛烈射擊，並以整連乃至整營兵力沿東西街反衝擊。2營從正麵迎頭痛擊敵人，1營、3營粉碎了敵人火力封鎖，從兩翼迂回到敵人側後，向縱深發展攻擊。經過反複拚殺，1團頑強地打退了敵人六七次反撲。
第2團雖然擔任助攻任務，但由於他們積極主動地勘察地形，嚴密組織火力，因而迅速地由助攻轉為主攻。積極協助第1團，從西寨牆迅速突破，共同攻擊縱深敵人。
敵人在縱深炮火掩護下，連續瘋狂向我反衝擊。
為了粉碎敵人企圖，旅長立即通知第7團政委趙陽，親自帶領3營由寨牆突破口跑步進村，在第1團、第2團之間加入戰鬥。
戰鬥激烈地進行到8日淩晨3時，第1旅主力已將十字街以西的半個村莊全部占領，敵師部及第541團殘部被壓縮在村東一隅。
第1旅進入張公店街內，逐屋逐院爭奪，部隊傷亡較大，手榴彈、迫擊炮彈剩下無幾；第2旅攻擊東寨門尚未突破。於是，楊司令員、蘇政委主動與中原野戰軍第3縱隊聯係，增調第7旅和第2旅第5團圍攻張閣之敵，以便集中第1旅、第2旅主力總攻張公店。
經過周密部署準備，8日12時30分，對敵第181師師部發起總攻擊。幾十門各種口徑的火炮，猛烈轟擊敵師部核心陣地，發出震天動地的轟鳴，敵人的槍炮變啞了，敵師部院內人嚷馬叫，亂成一團。
突擊隊突入敵人核心據點後，第1團主力和第7團7連，也突入了敵師部大院。在激戰中，斃傷敵第541團團長劉興遠及師特務營營長等多人，其餘的嚇破了膽，哀告求饒：“我們投降，你們不要打啦！”我們的戰士高喊：“解放軍優待俘虜！繳槍不殺！”於是，敵人一群群走出來，乖乖地當了俘虜。戰鬥隻進行了8分鍾，就全部攻占了敵師部指揮所核心據點。院子裏站滿了放下武器的敵官兵，到處擺滿了一堆堆的迫擊炮、60炮、機槍和衝鋒槍。這時，第2旅第4團11連也從東寨門攻入村內。第7團9連在1團一部兵力和11連的協同下，掃清了東南角的敵人。
敵師長米文和率殘部倉皇從東寨牆突圍，向東北方向逃跑。楊俊生旅長命令部隊追殲逃敵。這股逃敵遭到第2旅8團炮火的迎頭痛擊，又折向西南，企圖竄入張閣，與敵第543團會合，當即被我第4團、第7團截擊，包圍在張閣莊外東南野地裏。我各圍殲部隊從四麵八方一齊壓上來，炮彈、槍彈、手榴彈，像雨點似地落在敵人密集的隊伍中。敵人無處可逃，隻好紛紛繳槍。至下午1時，敵師部及特務營、541團殘餘部隊被全殲，兩次僥幸漏網的敵米文和師長，這一次終於被活捉。另外，少將參謀長董汝貴、少將參議張述文也被俘虜。
張公店首戰告捷，全殲敵第181師，共擊斃和俘敵5600餘人；繳獲輕、重機槍66挺，各種炮37門，長短槍1870餘支，子彈30餘萬發，軍馬80匹和大量其他作戰物資。