同一天，关东军东路援军司令官佐藤健二也下达了攻占黑山的命令。
以关东军79师团配属兵团重炮团主攻高家屯，107军则从侧翼迂回。
佐藤健二以为在这一地区的抗日先遣军兵力不多，又大都是八路军的部队，只需要一天就可以拿下黑山。
所以一开始并没有动用自己的嫡系，也是战斗力最强的39师团。
受他的这种轻敌思想影响，西进兵团上下都有点满不在乎，战前准备也磨磨蹭蹭，耽搁了整整一天。
直到23日一早才开始攻击第二纵队的尖子山、胡家窝棚警戒阵地。
守备这里的是37团1营7连，由于是警戒阵地，他们只构筑了简易工事，但尽管如此，7连仍巧妙运用机枪、手榴弹组成机动火力，采取近战手法，接连击退国民党军两个营的多次猛攻，直到黄昏才撤出阵地。
这样7连就为2纵赢得了一天时间，佐藤健二本来想一天拿下黑山，结果一天只拿下了仅有1个连防守的警戒阵地。
当晚，东北抗日先遣军总指挥部给2纵发来了电报，措辞更为凌厉：“盼你们加强决心，深入动员，务须使敌人在我阵地前尸横遍野而毫无进展。只要你们守住黑山三天，西逃之敌必遭全歼！”。
也就是说，2纵还必须坚守三天！而真正的鏖战还未开始，接下来的两天，每一分每一秒都将是非常艰难的。
黑山就是一道闸，24日晨六时，日本关东军投入3个师团在5个炮兵团和4架p-51“零式”战斗机掩护下向黑山全线发起攻击。
攻击重点却不是防线正中间地形比较平坦的黑山县城，而是东面地势更险峻的高家屯。
这完全出乎28师的意料，因为28师并没有将高家屯作为防御重点，在90、92和101三处高地总共才部署了一个营，而且由于这些高地都是石头山，工事很难修筑。
所以兵力、工事都是整个防线的薄弱之处。关东军的炮火相当猛烈，第一轮炮火准备就几乎将三个高地上的工事全部摧毁，守军37团2营也遭到了很大伤亡。
王怀宝随即赶到28师指挥所，从望远镜里看到整个高家屯都笼罩在硝烟之中。
王怀宝提醒28师师长康宝成，要把101高地作为防御重点，即便失守也要立即组织反击夺回。
炮火准备刚停，关东军就投入了三个大队，分别攻击石头山、92高地和101高地，同时以一个营进攻西侧的大白台子阵地，以配合在东侧高家屯的主攻。
但28师不为所动，还是将主要炮火和预备队用于东侧。一上午关东军107师团三次冲锋都被击退。
中午过后，107师团集中炮火兵力猛攻石头山，激战至十四时半，守军伤亡殆尽阵地才失守。
由于石头山失守，92高地侧翼暴露，随即遭到了西、北两个方向的攻击，很快也告失守。这样到十五时许，101高地的屏障已经全部丢失，关东军开始猛攻101高地。
与此同时，关东军在整个防线开始了全线进攻，但战斗的焦点仍然是在高家屯一线，重中之重当然是101高地。
从战斗开始，101高地就一直受到猛烈炮火轰击，此时所有的火力点都已被炮火打塌，守军也只剩下二十余人，但即便如此仍利用弹坑作为攻事，以手榴弹火力连续击退四次冲锋。
到第五次冲锋时，守军只剩下五人，手榴弹也已全部打光，因此101高地也失守了。
28师立即集中12门山炮，投入37团1、3营展开反击。国民党军经过十小时的攻势已经伤亡惨重。
现在虽然占领了高家屯一线，但立足未稳，因此很快就被37团的凌厉反击逐退，石头山、92高地和101高地都被解放军重新夺回。
入夜后，抗日先遣军的战士们不顾白天激战的疲惫，连夜抢修工事准备再战。28师也以生力军48团2营换下了伤亡殆尽的37团2营，另以37团1营和48团作为预备队。
25日一早，关东军再次向高家屯发动猛攻，进攻部队则用79师团换下了昨天的107师团。79师团没像107师团那样只会正面强攻，而是从东南迂回101高地，随后再开始正面进攻。