雷霆縱隊經過準備和周密部署之后，開始向九里山外圍防線的清軍陣地進攻，在炮擊結束后，雷霆縱隊的部隊坦克在前，工兵居中，步兵在后，向前推進。清軍在軍官的指揮下憑借工事，躲在防護墻后面從射擊孔開槍射擊，進行頑強抵抗，雷霆縱隊費了九牛二虎之力，也沒有突破清軍防線。
當天晚上劉偉晨和軍官們一起商討突破清軍陣地的方法。徐浩峻說：“清軍的工事非常完備，坦克車上不去，讓士兵硬往上沖絕對不行，以卑職之見，應該動用直升機助戰！”
劉偉晨轉向其他人問道：“你們覺得應該動用直升機嗎？”其他人紛紛表示同意。
于是劉偉晨立即給唐峰發電報：十萬火急，徐州九里山防線易守難攻進攻的部隊受阻，請火速派直升機增援。唐峰收到電報后，立即批示：命令留守東北的陸航突擊第二營立即開赴徐州增援。
陸航部隊到達徐州后，劉偉晨下令開始進攻九里山防線。六架直升機騰空而起，一顆顆炸彈投向九里山防線的堡壘、防御墻、聯絡通道，頓時炸彈爆炸把堡壘炸成了殘垣斷壁，清軍的士兵被炸得狼狽不堪，爭先恐后地沿著通道往藏兵洞涌去，一個清軍軍官見狀命令道：“不要害怕，對天射擊！快，動作要快！”清軍并沒有進行過對空射擊訓練，這個辦法只是下令者在急中生智的情況下想出來的，所以對空射擊沒有什么效果。
在直升機掩護下，雷霆縱隊發動了全線進攻，直逼九里山下，將九里山團團圍住。派兵分頭從九里山東西兩側繞到徐州城外。
當天夜間，雷霆縱隊的巡邏隊發現城墻上放下來兩個人，帶隊的班長立即下令：“抓住他們！”六個士兵一邊大喊：“不許動，舉起手來，再動就開槍了！”一邊跑過去把他們抓住。
班長說：“把他們押到連部去！”
連長李亮他把桌子一拍，大聲喝問：“大膽的奸細，竟敢夜入我營，意欲何為？”
其中一個俘虜回答：“報告長官！我們不是奸細，我們是張文生大人的衛兵，張大人有意歸順貴軍，特派我們出城聯絡。這是我們大人的親筆信請您過目！”
李亮接過信發現信中的內容和兩人所說的基本一致。李亮對張文生的聯絡員說道：“我們會將此事立即向上峰匯報，你們在這里等候回音吧！”。上級首長指示：同意和他們見面談判，必須兩天之內會面，且代表必須是協統（含）以上軍官。李亮將上峰的指示傳達給張文生的聯絡員，然后派人把他們送走。
第二天晚上，張文生果然派出一個名叫衛英的協統與雷霆縱隊談判，經商談雙方達成協議：1.雷霆縱隊接受張文生部起義；2.起義成功后雷霆縱隊保證起義官兵的生命及財產安全；3.起義軍士兵可自行決定去留和是否加入雷霆縱隊；4.三日后舉行起義，以三顆綠色信號彈為起義信號；5.雷霆縱隊向徐州城發動進攻，起義軍打開西城門，雷霆縱隊由西門入城，占領城市。6.起義軍左臂纏白布以便識別。
協議達成后，衛英高高興興地回到城里，將兩軍達成的協議轉達給張文生，張文生聽了非常高興，對衛英說：“密令咱們的嫡系部隊，立刻按協議的內容執行，準備起義。”
衛英回答：“得令。”