在黎明前赶到的援军不是新三十八师或新二十二师，而是范子英抽调出的两千人，饶国华得到这两千人的支援后，顶住了日军的攻击，在中午前，新二十二师前锋终于赶到富金山，稳住了摇摇欲坠的富金山阵线，孙立人率领新三十八师在中午也赶到，两个师全面接防富金山防线，傍晚前日军发现中国援军抵达，遂停止进攻。
当天夜里，孙立人指挥部队发起夜袭，收复全部阵地，日军在天亮之后发起几次进攻，被打下去后，就停止进攻，转入防御，孙震得到消息后，判断日军是损失过大，已经无力进攻，下令孙立人转入反攻。
四十九集团军连战连胜，庄继华给这支部队灌输了进攻意识，将领的心态与其他部队完全不同，其他部队的将领要是日军转入防御，他们的选择恐怕就是对峙，但四十九集团军不会，他们的选择肯定是反攻。
富金山战场攻守之势逆转，中国军队全线转入反攻，日军没有料到中国军队如此迅即的展开反攻，措手不及下连连后退，中国军队连续收复松树岗、叶家楼子七八个村庄，一举攻入叶家集，双方在叶家集一线展开激战，日军逐步稳住阵脚，调集重兵从侧翼进行反击，将中国军队逼出叶家集，攻入叶家集的一个连全部阵亡，无一被俘。
此后连续两天，双方围绕叶家集展开激战，日军终于发现，增援来的中国军队比原来的守军更难打，士兵的战斗意志和军官的指挥能力更强，更重要的是这支部队攻击精神十足，只要防线上有一丝空隙，就会被他们抓住，招致打击，原来可以从容调度进攻的状况再也没有了，整个战场已经不在他们掌控中，中国军队已经夺走了战场的控制权。
富金山前线的日军都是日军的常备师团，也就是日军精锐，他们大都参加过淞沪战役、南京战役、津浦路战役，对中国军队的战斗力有所了解，明白这肯定是四十九集团军部队，很可能就是中国第一强军一零一军。
孙立人这时也从抓获的俘虏口中了解到对面日军的情况，这支日军是羽田为指挥官，总兵力六万多人，经过六安和富金山作战后，兵力锐减至四万多人，两次作战都付出重大伤亡，不但大队长级军官伤亡多人，联队长也阵亡一人，伤三人，旅团长伤两人。
此外还有个重要情况，根据俘虏的交代，日军大量士兵都是入伍不到半年的新兵，部队扩充太快，老兵根本不够，从常备师团中抽调走了大批老兵，又填补了大批新兵，像他们这种就是才从学校毕业就征召入伍了，只经过简单的训练就被送到中国来了，到中国后才接受系统训练，不过时间也只有两个月。
孙立人没管这些俘虏，把他们交给当地保安团，自从接战之后，他就发现日军战斗力与第一次津浦路作战时下降厉害，饶国华更直言与广德作战时的日军差距更大，那是的日本士兵无论是作战经验还是作战意志都极为顽强，即便陷入绝境也不放弃抵抗，根本抓不到俘虏，可现在，居然抓到带枪的俘虏。
不过即便如此，孙立人也停止了反攻，新三十八师一万八千人和新二十二师一万五千人，总兵力加起来也不过三万三千人，就算算上122师和145师残部，总兵力也只与日军持平。
富金山战场刚刚稳定，北面战场变化再生，日军攻克新蔡后，转入休整，但鉴于南线的僵持局面，西尾寿造下令将第五师团和五十六师团归还南线，中岛康健率领两个师团从新蔡南下，沿新潢公路直扑潢川，威胁固始富金山一线的中国守军后路。
查明日军动向后，白崇禧急忙命令正在北上的二百师在信阳停下，又从北线抽调三十一集团军紧急车运信阳，命令二十一集团军放弃固始一线，向潢川撤退，一定要抢在日军前面占领潢川。
固始一撤，富金山侧后受到威胁，孙震立刻率领一零二军和一零三军（新三十八师和新二十二师组成）向商城撤退。
中国军队再次在日军没有反应过来的情况下迅速后撤，孙震率领部队退到商城，廖磊率领部队向潢川狂奔，中岛康健沿途排除中国军队的阻击，强行向潢川挺进，羽田催促部队快速追击，两军在大别山内疯狂追逐，天上双方空军依旧绞杀在一块，空战每天都在发生。
五战区战况急转直下让蒋介石忧心不已，他终于下令把军委会直接掌握的，唯一一个机械化集团军，第五集团军划给五战区，全军车运信阳，准备在信阳与日军决战。
让蒋介石最终下这个决心的是九战区终于赢得一场胜利，日军十一军在攻克九江后，冈村宁次按照既定部署，以一部兵力南下南昌，迂回长沙，切断粤汉铁路，与北线日军合围武汉地区的中国守军。
日军发起进攻后，很快占领德安，薛岳采取后退决战的策略，打算将日军吸引到南昌城下，可日军在占领德安之后，多田骏插手长江南岸作战，认为长江南北两岸进展不均衡，南岸在海军协助下进展迅速，而长江北岸远远落在后面，这种情况如果不改变即便攻克武汉也达不到歼灭中国军队主力的目的。
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