当李参军一行撤离战场时，日军南切至南瓜店以南，以火力封锁了磨石沟一带通往宜城的道路。张自忠即调四四○团掩护他们撤退，命特务营（即手枪营）接防石龙岗阵地。
日军从东西两面同时发起攻击。守东山口的工兵营弹药用尽，正拟拼守，七十四师参谋处主任许文庆在师指挥所里大喊：“赵营长，总司令就在后头，要顶住敌人！”赵营长答道：“许主任，你放心，我……”话未说完，一颗子弹击中了他，赵营长牺牲了。工兵营溃退下来，师指挥所里秩序大乱。马贯一正走在石 窝附近，见东山口溃败，急调右翼之四四三团冲上去，堵住了缺口。
奉命掩护非战斗人员撤退的四四○团，因遭到西山上日军的猛烈攻击，敌我悬殊，缔药耗尽，终不能支，数百人完全溃散。团长郑万良也在混乱中逃离战场，与苏联顾问等几十人绕道退往十里长山以北。
中午，日军在东西夹击的同时又猛攻南瓜店以南石窝。企图将我军向北压迫到十里长山脚下的开阔地带，加以围歼。
张自忠急将手枪营从石龙岗调到石窝阻击日军。手枪营士兵多是豫鲁冀三省青年，身强力壮，作战勇猛。尽管每人只有一支廿响驳壳枪外加一把大刀，没有重武器，但他们在杜兰喆营长带领下，为保卫总司令同日军展开殊死搏斗。激战中，杜兰喆营长腹部负重伤，仆地不起。张自忠派人把他抬出险境。洪进田挺身而出，代杜营长指挥手枪营，继续与敌人冲杀，但不久即中弹牺牲。全营四个连长，一个阵亡，两个负重伤，只剩下张连长 一人，士兵伤亡过半。石窝阵地终被日军突破。日军从东、西、南三面以猛烈炮火轰击我军不到一平方公里阵地，炸得土石飞溅，硝烟弥漫。
张自忠仍不断激励总部人员：“情况如大家亲眼所见，我看算不了什么！黄师长天黑可赶来解围，请大家相信，我张某绝不单独离开战场。现在三面都是敌人，你们就近分散隐蔽。”
得知石窝失守，张自忠立即带几个随从赶往南面督战，途中碰上张连长带领手枪营残部后撤。他对张连长说：“我是总司令，如果是连长，这几个毛贼子不够我一连人打的！”
张连长一听，上衣一甩，赤膊挥刀，大喊一声：“不怕死的跟我上！”大家热血沸腾，奋勇冲杀，终将石窝夺回。
日军的包围圈越来越小，炮弹如暴雨倾泻，枪声密如筛豆。张自忠仍镇定如恒，手持望远镜，翻着地图，从容指挥战斗。
突然，一颗炮弹在指挥所附近爆炸，弹片炸伤了张自忠的右肩，紧接着一颗流弹又击穿他的左臂，鲜血染红了军装，护士长史全胜急忙为他包扎。卫兵们见总司令负伤，惊慌地：“总司令，您……”
张自忠按了按伤口，满不在乎地说：“没什么，不用大惊小怪。”
卫兵们担心再出意外，都围上来把他护在中间。张自忠却笑着批评道：“你们这样紧张干什么？怕我跑了不成？”
午后，日军攻势更猛，已逼近陈家湾指挥所。张自忠被数十名卫兵簇拥着撤至杏仁山。这时我军虽被敌三面合围，但东北长山方向尚未合拢，若翻过长山，仍可突围而出，夺得一条生路。大家原想借指挥所移动之机，劝张自忠翻越长山突围，但张自忠到达杏仁山后不肯再动，将指挥所设在这里继续指挥战斗。
眼看日军越来越近，徐惟烈顾问小声向他建议说：“总司令，移动移动位置吧？”
旁边也有人附和说：“敌人三面包围我们，不如暂时转移，重整旗鼓再与敌决战，不必要的牺牲应该避免。”
张自忠眼睛一瞪，厉声说：“我奉命追截敌人，岂能自行退却！当兵的临阵退缩要杀头，总司令遇到危险可以逃跑，这合理吗？难道我们的命是命，前方战士都是土坷垃？我们中国的军队坏就坏在当官的太怕死了！什么包围不包围，必要不必要，今天有我无敌，有敌无我，一定要血战到底！”
大家听了这几句份量沉重的话，谁也不敢再开口了。
由于我方往襄河西岸抬送伤兵的人被日军掳去，敌人讯知张自忠正在杏仁山督战。下午1时许，日军调集大批山炮，在距离杏仁山1500米的山头上，对准杏仁山疯狂轰击。参谋处长吴光辽腿部被炸成重伤，血流不止。张自忠见状，立即吩咐两位参谋：“把你们处长架走。你俩分在两边，各架一只胳膊。吴处长也要忍点痛。你们往东北方向，翻过长山去吧。”
想到总司令自己处于极度危险之中，而且已经负伤，还如此体贴照顾部下，吴光辽等三人十分感动，不忍心此时离他而去。但张自忠一再催促，甚至要发火，他们流着泪从东北方向撤走。
为了减少伤亡，张自忠命幕僚及随从向各处散开，身边只留下几名副官。然而由于他身着黄色军装，目标显著，炮弹如雨落在四周，副官贾玉彬、护士长史全胜中弹身亡，张自忠右腿被炸伤，裤腿、袜子均被血湿透。
他派人送走徐惟烈；李文田再次劝他离开，他拒绝了，李文田也走了。张自忠命高参张敬转移，但张敬也坚决不走。
下午2时左右，日军步兵开始在炮火掩护下发起攻击。张自忠站起身来，带伤怒吼督战。此刻，他已不指望援军到来，只希望在死以前指挥这仅有的一点兵力多杀几个敌人。他神色严峻，威仪凛然，眼中射出令人生畏的光芒，这种大无畏的气慨，给官兵们增加了战斗的勇气。张敬矫捷地追随在张自忠左右，一面走一面高喊：“总司令就在此地，谁也不许退！”张自忠发出督战口令，张敬就大声传呼复述。
