这次攻城，第88师投入100余人，除少数伤兵于火线爬回来外，其余全部壮烈牺牲。龙慕韩见爬城失败，急命重炮营再向城区轰击，同时命爬城队分成几个梯队，前仆后继，继续攻城。但由于日军顽强抵抗，攻城部队发起的三次攻击均告失败。第87师攻击部队为日军的密集火力所阻，进展维艰，至次日3时，始以重大牺牲攻克田庄，此后便难以接近城垣。宋希濂见两师激战已近一夜，伤亡惨重，遂命全军休息，并确保已攻占据点，于26日晚22时继续攻击。
26日入夜，宋希濂对攻城部队作了重新布置，命两师在侧重攻击东、南两门时，增加攻击点，以分散敌人火力。同时，他并命令山炮营将数门大炮移至城垣附近，直接向城墙射击。重炮营则向城内散射，以威慑城上守敌。
攻击打响后，两师部队悄悄接近日军外围据点，进行突袭。至午夜，第87师攻克二里寨，炮兵向城垣射击。此刻，重炮营也向城内开火，兰封城内炮声四起、火光冲天。未等日军反应过来，沈发藻、龙慕韩两师攻击部队发起冲锋。可就在他们还未冲到城垣下面，几声巨烈爆炸传来，他们辛苦攻了三日都无法突破的城墙突然被炸出了几个缺口，而且城内能够清晰地看见有国军士兵正在和日军厮杀，在火光下，不断飞舞的红穗大刀显得格外耀眼。见此场景，攻城官兵受到了极大鼓舞，第88师在西南面爬登了两处被炸开的城垣，87师在东面爬登了一处被炸开的城垣，登上城墙的官兵纷纷以刺刀、大刀同日军展开肉搏，协助正在拼杀的国军士兵，终将日军赶下城垣，获得了立足点。
零晨三点左右，在赖文力115团当先杀开的那条血路里，87师沈发藻部首先冲入了城内，随后88师龙慕韩部也紧跟着杀入了城，日军十四师团开始向北往三义寨方面撤退。
至此，沦入敌手的兰封城，经过三日血战之后，被国军收复。
孙玉民匆匆和桂永清见过一面后，便带着自己率领的两个团援军往定陶赶。他不敢声张，如果私自率部出来增援桂永清，孙桐萱肯定不会轻易放过自己。
正当北路国军八个师的部队，磨拳擦掌准备大干一场的时候，突发了让所有人意想不到的情况：5月28日老蒋中央军的嫡系黄杰的第八军在面对日军16师团及混成第13旅团的攻击时，亲率第40、第24师退向柳河、开封，只单单将第187师留防朱集车站和商丘。5月29日拂晓，第187师师长彭林生也率该师退走，将商丘白白地送给了日军。商丘的失守，严重地威胁了进攻日军第14师团的薛岳军的侧背，也严重影响到了诸路国军的安全。
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