第二天黎明，日军又向七连左、中、右三方进行夹攻，也被我军击退。日军对我南林坡正面阵地屡攻不下，遂于上午9时出动飞机5架，同时搬来直射钢炮数门，对我七连阵地进行狂轰滥炸。周围树木被扫光，山堡被炸平。二排排长阵亡，追击炮炮手全部牺牲，重机枪排死亡惨重，技术兵幸存无几。第三天，日军一部在飞机支援下，继续向我第七连阵地攻击，掩体和工事破坏殆尽，但该连余部仍顽强坚持战斗。第四天即5月31日，第七连奉命撤离南林坡时，全连仅剩下70多人，官兵伤亡达四分之三。在石牌保卫战的日日夜夜，第七连自始至终坚守阵地，没有后退一步。
5月29日，日军第三十九师团主力经余家坝，中午进至曹家畈。遂分兵两路向牛场坡、朱家坪我十一师阵地大举进犯。牛场坡群岭逶迤、树木参天，是朱家坪的屏障；朱家坪峡谷深邃、层峰叠峦。第十一师官兵凭此有利地形沉着应战。日军一路由彭家坡迂回牛场坡，另一路从响铃口、柏木枰向牛场坡正面攻击。我军与数倍于我之敌在牛场坡激战竞日。
石牌保卫战遗址
日军为了攻占主峰大松岭，在飞机支援下，向我坚守主峰阵地第十一师的一个连发起数次冲锋。当战斗最紧张的时刻，电话里传来胡琏师长的声音：“弟兄们，积极报效祖国，死守阵地，战斗到最后一个人，流尽最后一滴血！在我十一师官兵痛击下，日军颇多伤亡，该连亦伤亡过半。
终因众寡悬殊，我军撤离牛场坡。由于失去屏障，5月30日朱家坪被敌攻占。与此同时，日军第三师团另一部越过桃子垭，向桥边南之天台观一线我十八军暂编第三十四师阵地进犯。天台观是我军这一带的制高点。这天，日军沿点心河从天台观背面向我攻击，企图夺取天台观。当敌进至点心河时，即遭到我军阻击，一举毙伤敌300多人。日军无奈遂转攻王家坝，又遭我军分头迎击，无法进展。这时，第三师团的中火田部队前来驰援，卡断了天台观与大军的联系。守卫天台观的暂三十四师一排战士，临危不惧，死守阵地，与敌顽强拼搏。日军几攻不下。
又调来飞机助战。我一排战士聚集在冬荆树下坚持战斗。飞机竟把冬荆树炸成秃桩，山头土翻几层，然而勇士们视死如归，与敌肉搏，予敌重大杀伤，最后全部壮烈牺牲。日军攻下天台观后，骑兵队突入窄溪口，又遭到我龙家岩阵地守军迫击炮的攻击，迫使敌骑落荒后撤。不久，日军步兵在飞机掩护下强行通过窄溪，向八斗方我十一师二线阵地突进。石牌要塞保卫战打得非常艰苦，一方志在必得，一方拼命死守。胡琏对团长们发令：“从明天起，我们将与敌人短兵相接……战至最后一个，将敌人枯骨埋葬于此，将我们的英名与血肉涂写在石牌的岩石上。”
中国军队欢呼胜利
自日军进入我石牌外围主阵地后，由于这一带丛山峻岭，其步兵仅能携山炮配合作战，抵挡不住我军之打击。于是便用飞机轰炸以代替炮击，每天保持9架飞机低飞助战。到了5月30日，日军向我石牌要塞进行强攻。敌在空军掩护下，分成若干小股向我阵地猛攻，只要有一点空隙，日军即以密集队伍冲锋，作锥形深入。
十一师官兵在他指挥下奋勇作战，在曹家畈附近的大小高家岭上曾有3个小时听不到枪声，这不是双方停战，而是敌我两军扭作一团展开肉搏战。攻击三角岩、四方湾之敌1000余人，为争夺制高点黔驴技穷，一度施放催泪瓦斯弹。我军无防化设备，用血肉之躯与敌相拼，竟奇迹般将敌歼灭殆尽。八斗方之争夺，是这次战斗最为激烈的地方。
敌每一寸土地之进展，必须付出同等血肉之代价。两军在此弹丸之地反复冲杀，日月为之黯然失色。我军浴血奋战，击毙日军近2000人，阵地前沿敌军尸体呈金字塔形。中央社向全国播发消息称：“宜昌西岸全线战斗已达激烈。每一据点均必拼死争夺。”这是当时战役的真实写照。为配合陆军作战，保卫石牌，我空军和美国盟军战机频频出动，在战场或战场附近对日军进行攻击，断敌增援和补给。
5月29日，我空军攻击了宜昌城，炸死、炸伤日军30余人；30日又攻击了宜昌东之日军土门垭机场，炸死日军2人，炸毁飞机1架；5月31日，在石牌大战的最后时刻，我空军与地面部队联合作战，同日军飞机展开激烈的空战，击落敌机6架。空军出动，大振了我军士气。石牌要塞的海军官兵，除不断向长江江面布放漂流水雷，阻止日军舰船溯江西上与陆军协同外，他们坚守炮台战斗岗位，沉着应战，任凭日军飞机、大炮猛烈轰击，临危不惧，决心与炮台共存亡。
当敌我双方都以不惜生命为代价摧夺着石牌前沿的阵地时，战区总司令陈诚上将曾给胡琏打过电话：“守住要塞有无把握”胡琏斩钉截铁地回答：“成功虽无把握，成仁确有决心！”其英雄气概可见一斑。几个小时之内，国家的命运就要被决定，而胜利的天平似乎又在向日本方向倾斜。越来越多的中日两军士兵开始上刺刀——他们已经近到能够清晰地看到彼此的面庞了。在这个时候，成千上万中日两军的士兵正端着刺刀冲向彼此。
十一师官兵在胡琏指挥下奋勇作战，在曹家畈附近的大小高家岭上曾有3个小时听不到枪声，这不是双方停战，更不是休息，而是仗已经打到无法开枪的程度了，敌我两军扭作一团展开肉搏战，他们在拼刺刀，第二次世界大战中规模最大的白刃战就此爆发。攻击三角岩、四方湾之敌1000余人，为争夺制高点黔驴技穷，一度施放催泪瓦斯弹。我军无防化设备，用血肉之躯与敌相拼，竟奇迹般将敌歼灭殆尽。
八斗方之争夺，是这次战斗最为激烈的地方。敌每一寸土地之进展，必须付出同等血肉之代价。两军在此弹丸之地反复冲杀，日月为之黯然失色。我军浴血奋战，击毙日军近2000人，阵地前沿敌军尸体呈金字塔形。有媒体曾这样描写在这场白刃战中战死的少年：“那时候，中国农民家的孩子营养普遍不好，十六七岁的小兵，大多还没有上了刺刀的步枪高。他们就端着比自己还长的枪上阵拼命。
如果他们活着，都已是七八十岁的老人了。他们也会在自家的橘园里吸着小口的香茶，悠闲地看着儿孙，温暖地颐养天年。可他们为了别的中国人能有这一切，死掉了。”在那个残酷的午后，无数壮士的鲜血浸透了长江南岸的土地。三个小时没有枪声的拼杀后，白刃战落下了帐幕，1500名中国士兵静静地躺在中国最美的江山中。他们曾英勇地战斗，此时却安静、腼腆，犹如他们短暂生命中的大多数时间那样。
中国军队的阵地没有丢失，败退的是日本人。日军久攻石牌不下，损兵折将惨重，信心完全丧失。到了5月31日夜晚，战场上的枪炮声突然沉寂下来，进犯石牌之敌纷纷掉头东逃。石牌要塞虽历经烽火，但仍屹立在西陵峡之滨，固若金汤，如同一座铜墙铁壁。此次石牌大战，我军打死打伤日军达7000人，缴获器械无数。石牌保卫战从1939年3月设江防开始，到1943年6月石牌决战取得胜利止，历时5年。中国军队投入兵力15万人，日军投入10万兵力，日军伤亡兵力25718人，损失飞机45架，汽车75辆，船艇122艘；中国军队仅伤亡一万余人取得胜利。中国版“斯大林格勒战役”取得了胜利，这也成为中日两国国运的转折点。
