正是因为108师团，有着不弱于常设甲种师团的战斗力，所以给与了师团长关原松治郎极大自信。
使得108师团刚抵达牛首山下，关原松治郎甚至连试探性的攻击都欠奉，便在航空部队的掩护下，对牛首山守军阵地展开的悍然进攻。
面对日军第108师团一波接一波，潮水般的集团冲锋，中国守军拼死抵抗，其间甚至组织兵力适时迅速发动反冲锋。
两股冲击力在前沿阵地上猛烈撞击，白刃战使得双方的炮火被迫停止射击，阴沉的天色下只剩下令人毛骨悚然的扭打声和痛苦惨嚎声。
这种残酷的攻防战，使得牛首山最前沿的阵地反复易手达十余次之多，中国守军好几次丢失又好几次夺回。
一心为了拿下首功的关原松治郎，久攻不下守军阵地，竟丧心病狂的使用了催泪性毒气和燃烧弹，向中国守军阵地实施毁灭性轰击。
不过即使这样，中国守军亦死战不退。
最后，关原松治郎将工兵联队，以及师团直属卫队等预备部队也通通压了上去，从左右两翼发起进攻，使得牛首山阵地一下子进入更为残酷的搏杀。
每个阵地都是经过反复争夺后，才能得以固守。敌人每次攻击，都要经过多次反突击，才能被压制下去。
短短一个下午，4个旅，超过两万守军，到最后只剩下不到2000人，这还是守军提前占据有利地形，并修筑了坚固的防御工事的结果。
俯瞰敌我之间的一个山沟，只见枪支和死尸布满地面，血肉模糊，景象十分阴森，以致双方谁都不敢下去清理。战况之激烈，可见一斑。
日军的燃烧弹，使得中国守军阵地之上登时一片火海，火焰中弥漫着令人窒息的毒气。
奉命接防阵地的中国守军，在向前运动时，不断询问老兵如何应付日军的燃烧弹。
老兵们说阵地上没有水，就地打滚可以灭火。
然而，当士兵们看见那些被抬下去的伤员，有的浑身被烧得焦黑，有的满身都是水疱，加上中了毒气后的扭曲痛苦表情，这使得他们不由得被一种无可名状的惊恐所笼罩着。
山西是晋绥军的老家，太原城破，便意味着整个山西都将沦陷在日军铁蹄的践踏之下。
因此，为了保卫自己的家园土地，受到杨尘誓言鼓舞的守军将士们个个舍生忘死。
牛首山阵地已经换防好几次，此刻负责守卫阵地的是董其武的218旅，和孙兰峰的211旅。
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