莫雄已经准确的判断出日军进攻的力量消耗殆尽之。于是他不失时机的向所有参战部队下达了全线反攻的命令。
这次的对日军残余部队进行剿灭性的反攻，是最后的锦州战役最后的号角，为了使这次的大战役最后的胜利。中国军队集结了远远超过了日本人的想象的强大的兵力，三个先遣军超过了六万人的兵力，再加上张学良所部，中国军队在锦州这快地域集结了近二十万人，火炮和迫击炮五千多门，坦克装甲车五百余辆，作战飞机数十架（还未参加战斗）为了对日军实施突如其来的猛烈打击，中国军队在战役的准备阶段采取了严格的保密措施，兵力的集结、调整都是在夜间完成的。为了进一步的迷惑日军，中国军队还构筑了大量以防御为目的的假阵地，使日军误以为中国军队毫无进取之心，以致与日军整体被分割包围之时疏于防备的日军很快就陷入了极大的混乱当中。
中国军队在包围日军之前的战场欺骗取得了巨大的成功。战后，日军司令长官本庄繁道：“我们无论如何都没有想到，中国军队不仅有击败我帝国军队的实力，而且还拥有足以转入大反攻的强大的预备队。
一月十五号凌晨三点，在东线，先遣军包围日军的地段上，数百门火炮和迫击炮一齐轰鸣，而高志航所率领的航空大队数十架战斗机，轰炸机一齐发力，呼啸的航空炸弹也随即爆炸。而本庄繁所寄托的冈崎大队，在此前的战斗中被地面的防空炮火清理得差不多了，此刻日军地面上既缺乏足够的炮火支援，空中的制空权也被中国军队所掌握，当中国的飞机飞抵日军盘踞的地域的头顶上时，兴高采烈的日军纷纷跑出掩体欢呼，认为自己的航空兵到了，援兵也到了。但是等待他们的却是一颗颗呼啸而下的炸弹，应为日军缺乏像样的防空火力，所以中国的飞机可以毫无顾忌的进行俯冲投弹，当日军意识到这不是自己的飞机时，一切都晚了。无数的炸弹在日军的头顶爆炸，爆炸的巨大震动使锦州城内的人都感到明显的地震。这一次的袭击使得日军损失惨重。
转交指挥权的先遣军第十一军军长李雪钰又重新回到了自己的战斗岗位。在李雪钰的指挥下，第十一军迅猛的跃出战壕，排山倒海般的冲向惊慌失措的日军。仅进攻的第一天，十一军就突破了日军的第一道防线。突入日军纵深十公里。第二天又突破了日军精心设置的战术防御地带。钉入日军的纵深20公里之多，整个日军的防线陷入了风雨飘摇的地步。
一月十六日，日军相对完好的第三、第四师团分别从东西两个方向突围。日军的指挥官小泉在发布出去的战报中流露出巨大的恐惧，他写道：“在在锦州东线的战场上宽大的战场正面，4时内发生了巨大的变化，作战的中心已经拼命的往后缩。但是在这里一点安全感都没有，因为危机正在快速的向这里推进。我们已经做好了为天皇陛下玉碎的准备了。”
战场的形式急剧恶化，使本庄繁不在抱有任何侥幸的心里。因为无线电已经被切断，只好从空中投下本庄繁的命令。所有前线部队全部各自突围！并命令奉天守军全部做好防御的准备。本庄繁终于体会到什么是回天乏力的滋味了。无奈之下，本庄繁向日军大本营上报了战况，并要求增兵中国东北。
这个消息一传回日军大本营，顿时引起了军政两界的轩然大波。四个师团的惨重失败，并没有使得日军嚣张气焰得到抑制，反而越发的叫嚣起来，要大规模的增兵中国，发誓要三个月内灭亡中国。日本天皇正式发出照会，并且向中国发出最后通牒，日本联合舰队出动了由三艘航母组成的庞大舰队向中国上海逼近。以借此来给中国政府施加压力让中国军队给被围的日军放出一道生路。
此时还在台上的孙科接到日本的照会和最后通牒。拍案而起，狠狠的道：“本来我们和日本人就在战争状态，那不然我们一直在干嘛！以我的意见是打，彻底的消灭横行在中国的日本人。
但是孙科手下的官员却默默不语，这件事孙科可做不了主。
同时蒋介石也收到了这一通牒，蒋介石没想到的是所谓的乌合之众竟然打败了不可一世的日军。而且成功的彻底的激怒了日本人。因此蒋介石也不得不开始正视起陈浩天这帮乌合之众了。
先遣军以及东北军成功包围日军四个主力师团的消息同样传回了天府之国。整个西部诸省沸腾了。
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