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在30分鐘炮火轟擊後，安岡中將的兩路坦克集羣撲向東北軍陣地。兩道東北軍步兵防線被迅速突破，但在第三道防線卻遭到東北軍大炮的阻攔，坦克和步兵聯隊被分割，沒頂之災已經來臨。
鍾離衛這位坦克戰專家開始大顯身手了。他將東北軍第1坦克旅和第7機械化步兵旅用來與安岡中將的坦克師團決戰。9月4日中午，中日坦克部隊在艾特巴爾高地前面遭遇。在7公里寬的戰場上，東北軍的750輛“行者”火焰噴射坦克及300餘輛步兵戰車和裝甲車，在第5步兵旅的配合下，將安岡坦克師團的687輛坦克和537輛裝甲汽車包圍。雙方的空軍在坦克對戰的上空也大戰起來。
東北軍的“行者”式坦克的噸位爲43噸，裝甲厚，行動半徑大，坦克上的85毫米火炮射程遠、射速快。而日軍的“四”式中型坦克相比之下，噸位只有30噸，相對較小，裝甲也薄，行動半徑小，坦克上裝備的75毫米炮也顯得相對落後，而“97”式輕型坦克更無法和東北軍的坦克相比。從高地望去，兩支坦克部隊對陣，好似數量龐大的牛羣在與一大羣羊對打。同時，東北軍全部的大炮也一齊吼叫起來，炮彈全砸到日軍坦克後面的步兵和炮兵中間，使得安岡失去了炮火和步兵“肉彈”的支援，只好坦克對坦克硬拼了。
在數公里的戰場上，2000多輛戰車混戰着，頓時炮聲隆隆，火光騰起，煙柱沖天，整個草原都開始抖動起來。
東北軍坦克在沙丘草原之間左衝右突毫無顧忌，日本坦克則利用每個沙丘時隱時現，巧妙射擊。對陣一開始，日軍的領隊坦克就被擊中，第3坦克聯隊長吉丸清武大佐車毀人亡。一會兒工夫，日軍坦克就被擊毀400餘輛，裝甲汽車537輛全被東北軍擊中起火，車上的乘員跳出來四散逃命。東北軍的“行者”火焰噴射坦克，在30米短距離內，逼射着日軍輕型坦克，炮口中射出的一道道熾烈的火焰，把玩具似的日軍“97”式輕型坦克圍燒起來，溫度高達1000攝氏度以上。燒得日本坦克隆隆地響着翻倒過去，坦克內部也響起了爆炸聲。在火海中燃燒的日本坦克從炮口、瞭望口往外噴火，日本坦克的履帶和裝甲車廂被燒得歪扭或變曲了，隨後就翻倒過去。車內乘員逃不出來的，便在車內彈藥的爆炸聲中粉身碎骨。
這一場力量懸殊的面對面的戰鬥，使安岡坦克師團損失了一半以上的坦克和全部的裝甲車。殘餘的日本坦克狼狽逃回到了天龍廟。
東北軍在收復了桑葉河東岸的全部陣地後，估計第23師團及第7師團與安岡會合後，還會合力來攻，因此，便停止了攻擊，打掃戰場，加強陣地工事。炮火則轉向支援東北軍蒙古騎兵第8師抗擊日本東西伯利亞第6警備師團進攻的戰鬥。8月31日安岡中將曾命令第6警備師團協同日軍坦克部隊作戰。9月3日拂曉，第6警備師團向東北軍第8師開始進攻，曾一度佔領第8師前沿陣地，進入縱深時，結果遭到東北軍的頑強抵抗。
安岡中將的坦克師團大敗後，東北軍20000多名步兵和200餘輛坦克配合第8師向東北軍反攻。9月6日，日軍損失慘重，已潰不成軍，險些被全殲，後在小松原中將派來第23師團13000多步兵的接應下，殘兵敗將才僥倖生還。坦克部隊和警備師團的進攻，又以日軍的失敗而告終。
