就在這時，溝內突然傳來一陣急促的哨聲——鬼子發現巡邏兵失蹤，開始加強警戒。副排長立即讓士兵們做好戰斗準備，同時派人向李銳匯報情況。李銳得知村民安全，決定暫時撤離，等與突擊小分隊匯合后，再按計劃行動。
次日拂曉，趙虎帶領的突擊小分隊成功抵達落馬溝兩側懸崖下。士兵們攜帶攀巖工具，沿著陡峭的巖壁緩慢攀爬。懸崖上巖石松動，稍有不慎就會墜入谷底，但士兵們毫不畏懼，相互掩護著向上攀登。經過兩個多小時的努力，終于抵達懸崖頂部，與在此等候的李銳匯合。
此時，李鐵柱已經帶領一營在落馬溝入口處搭建好臨時陣地，并派一名會說日語的士兵前往談判。鬼子的指揮官是36師團的一名中佐，名叫山本，他得知新華軍派人談判，帶著幾名衛兵來到入口處，態度囂張地說道：“想要村民安全，就立即撤退，給我們留下足夠的糧食和彈藥，否則，我們就殺了這些村民！”
談判士兵按照事先約定，假意討價還價：“山本中佐，我們可以撤退，但需要時間準備糧食和彈藥。而且，你們必須保證村民的安全，一旦我們發現村民受傷，談判立即終止！”山本以為新華軍已經妥協，得意地答應下來，約定第二天上午交接。
當天晚上，各部隊按照計劃做好準備。炮兵營在落馬溝外圍架設好榴彈炮，炮口對準鬼子的碉堡和帳篷；李銳和趙虎帶領狙擊排與突擊小分隊，隱蔽在落馬溝兩側懸崖和溝內隱蔽處；李鐵柱則帶領一營士兵，在入口處嚴陣以待，隨時準備發起進攻。
第三天上午，山本帶著幾名衛兵來到入口處，等待新華軍送糧食和彈藥。李鐵柱按照計劃，讓士兵們推著兩輛裝滿“糧食和彈藥”的小車，緩慢向入口處移動。當小車靠近鬼子時，李鐵柱突然大喊一聲：“動手！”
早已埋伏好的士兵們立即開火，小車里的“糧食和彈藥”瞬間變成了手榴彈，朝著鬼子扔去。山本見狀，大驚失色，轉身就往溝內跑。與此同時，懸崖上的突擊小分隊和溝內的狙擊排同時發起進攻，密集的子彈朝著鬼子的碉堡和帳篷射去。
王勇也下令炮兵營開火，一顆顆炮彈呼嘯著飛向落馬溝內，精準地擊中鬼子的碉堡和火力點。碉堡內的重機槍瞬間啞火，溝內的鬼子亂作一團，四處逃竄。李銳帶領狙擊排，精準地射擊著頑抗的鬼子，趙虎則帶領突擊小分隊，沖進溝內，朝著帳篷方向進攻。
村民們在士兵們的掩護下，紛紛從山洞內沖出，朝著落馬溝外圍撤離。山本見大勢已去，帶著幾十名殘余士兵，想要從落馬溝后側的一條小路逃跑，卻被早已埋伏在那里的李銳攔截。
“山本中佐，放下武器投降吧，你們已經沒有退路了！”李銳端著狙擊槍，對準山本，大聲喊道。
山本卻拒不投降，拔出軍刀，瘋狂地喊道：“大日本皇軍寧可戰死，也絕不投降！兄弟們，跟他們拼了！”說完，帶著殘余士兵朝著李銳沖來。
李銳眼神一冷，扣動扳機，一顆子彈精準地擊中山本的肩膀。山本慘叫一聲，倒在地上。殘余的鬼子見指揮官受傷，頓時失去斗志，紛紛放下武器投降。
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