中午，随着第三批空降部队运抵东塔机场，空降团的三个营全部到位，空降团遂向机场周围的日伪军残部发动了凶猛的攻势。面对空降团猛烈的火力，机场周围的日伪军多次进攻均遭受到惨重的损失，日伪军于是转攻为守，在机场外围挖掘了战壕，构筑了简易工事，准备固守待援，夺取机场。然而日军援兵却迟迟没有出现，原来彰武的抗日军第五师和驻扎在新立屯的炮兵二师数日前就悄悄进入新民，半个月前三师就调到了新民，算上一直驻守在新民的韩国光复军，新民县城一下子聚集了七个团和一个炮兵师。而日军在奉天的守军仅有独立第一混成旅团、第一独立守备队和野战重炮第九联队、旅顺重炮兵联队，日军步兵比聚集在新民的抗日军少了三个团，而两个日军重炮联队拥有的重炮最厉害的89式150毫米野战加农炮加在一起也不过三十二门，可是炮二师装备的法制150毫米口径以上的重炮就有五十门，其中194mm强力火炮拥有十门。如果考虑到抗日军的空中优势以及随时可以调过来进攻奉天的装甲师，抗日军能够投入进攻奉天的兵力已经具备了压倒性的优势。
日本关东军在东北的兵力主要集中在辽宁锦州、义县、奉天、大连旅顺这三个重要据点，吉林、黑龙江的驻军并不多，那些部队现在被当地大量的抗日武装不断袭扰，难以抽出兵力增援奉天，如果将这些部队强行调过来，那么这些日军前脚刚走，吉林、黑龙江的重要城市转眼间就会被中国抗日武装占据，日本关东军好不容易占领了大片黑土地，怎能轻易舍弃。好在日军第一战车团等部队已经到了大连，畑英太郎现在只能指望这些从本土调来的日军能够及时赶过来，里应外合消灭奉天周围聚集的中国军队。抗日军云集在新民县城的重兵给奉天日军造成了很大的压力，日军布置在奉天防线上的兵力捉襟见肘，又哪里有多余的兵力去同抗日军空降团争夺机场和兵工厂。抗日军空降团、特战队占领机场和兵工厂的几个小时里，关东军司令官畑英太郎显得异常焦躁不安，有几次他甚至产生了动用重炮炸毁机场和兵工厂的念头，都被参谋长三宅光治及时劝住了。在大连援军未至的情况下，奉天守军现在就指望两个联队的重炮部队了，一旦重炮在白天向机场和兵工厂开炮，就会暴露炮兵阵地位置，很快就会遭受到抗日军炮兵第二师的猛烈炮击，这对奉天守军将是灾难性的。奉天城内的重炮只有在大连的第一战车团赶过来消灭了台安、辽中机场和新民境内的抗日军第二炮兵师，才可以使用。既然不能动用重炮部队，那就任由抗日军占据机场，源源不断地向大东区增派兵力吗？三宅光治的建议是从野战重炮第九联队抽调十二门明治三十八年式改75mm野炮，根据前方传来的战报，中国空降部队并没有携带火炮，虽然中国人夺去了几门八八式七糎野战高射炮，在战斗中使用该炮进行平射给日本攻击部队造成了很大麻烦，但毕竟数量有限，只要把十二门明治三十八年式75mm野炮调过去，一定可以凭借数量上的优势压制住中国军队的炮火。
日军炮兵用马车拖着十二门明治三十八年式75mm野炮和炮弹穿过外城蛛网般的街道赶到大东边门。出了大东边门就是兵工厂和机场，日军将十二门火炮摆在大东边门外开始向机场附近的防空阵地射击，防空阵地上的几门高射炮随即进行了反击，那几门高射炮射程倒是挺远，可以轻松打到大东边门附近日军炮兵阵地，可是高射炮移动起来很麻烦，而日军的火炮却可以打几炮就立即转移到新的阵地，加之操作高射炮的空降团炮兵接触这种高射炮也就几个小时，操作难免生疏，再者数量上也处于劣势，仅仅几分钟几门高射炮就被日军野炮击毁了。随后日军炮兵调转炮口对机场实施炮击，密集的炮火压得空降团官兵抬不起头来，炮弹在废墟上爆炸，炸的砖石乱飞，在跑道上炸出大大小小的弹坑，眼见跑道不能用了，抗日军利用机场向奉天增派援兵的计划不得不取消了，空降团只能依靠自己同日军战斗了。
兵工厂在梁永胜、耿春生等地下党的组织下，在日本人进厂搜缴武器弹药制成品的时候，偷偷藏起一些武器弹药，其中包括步枪三十多支、手榴弹一百多枚、迫击炮两门，迫击炮弹三十多枚。特战队本来也带了一些迫击炮弹，在攻打日军防空阵地的时候消耗光了，而那些迫击炮也交给了空降团保存。特战队占领兵工厂后，梁永胜和耿春生等地下党员将工人组织起来，将缴获的武器、弹药分发给工人，组成护厂队，协助特战队守卫工厂，一面组织工人争分夺秒制造枪支、子弹、火炮、炮弹等武器、弹药。
日军炮兵一出现在大东边门附近就被站在兵工厂院门两旁塔楼上警戒的特战队员发现了，牛小山担心日军炮击兵工厂，没有利用那两门迫击炮在院内向日军炮兵阵地射击，而是带着五十多名特战队员离开兵工厂，穿过长安街南侧的兵工厂家属区向日军炮兵阵地摸过去。日军炮兵阵地设在工人公园内，特战队员趴在家属区的屋顶上，日军的炮兵全部处在狙击步枪的打击范围内。特战队员在屋顶上使用狙击步枪射击，院子里牛小山和几名队员架起两门迫击炮，按照屋顶上特战队员提供的射击诸元向日军炮兵阵地射出一枚枚迫击炮弹。特战队迫击炮使用十分精熟，迫击炮弹准确滴落在日军火炮附近，炸的日军炮兵血肉横飞、抱头鼠窜。而屋顶的狙击步枪则瞄准了公园外负责保护炮兵的日军中队的士兵。特战队员手里的狙击步枪枪枪命中要害，只要鬼子稍一露头，马上就有一枚子弹飞过去，要了他的性命。日军起初还组织了一次小规模的冲锋，三十多个鬼子端着刺刀冲过来，没跑几步，那些鬼子就像被施了魔法一样，几乎在一眨眼的功夫就全部倒在血泊中。这一下可把鬼子吓得不轻，对面居然都是支那的神枪手，就这么一会功夫一个小队就没了，这个仗没法打了，还是赶紧保护炮兵撤回去吧。可是回头一瞧，哪里还有炮兵，那些火炮被炸得东倒西歪，火炮附近到处都是炮兵的断胳膊断腿，眼见炮兵算是完了，就这么回去只能跪在天皇相片剖腹谢罪了。到了这个地步，这些日本兵也不想活了，鬼子中队长一声令下，纷纷从树干、墙后跑出来，向家属区发动了敢死冲锋，残余的三百多鬼子炮兵随后也跟了出来，五百多鬼子一下子涌出来，其场面也是十分壮观的，公园与家属区就隔了一条街道，迫击炮弹已经耗光了，不过几十条狙击步枪居高临下威力也不容小觑。日军从公园到街道这一段短短三百多米就伤亡了六十多人，不过随着距离的不断拉近，鬼子的枪弹和掷弹筒也对特战队构成了威胁，牛小山可不想同鬼子拼命，赶紧带着特战队撤下屋顶，离开了兵工厂家属区。日军跟在屁股后面一直追到兵工厂，特战队将日军诱进兵工厂大院，特战队员和护厂队躲在厂房里向涌进院子的日军射击。激战中一百多架波—2飞机飞到机场上空，对机场附近日军阵地实施了空袭。波—2飞机在距离地面五六十米的空中飞过日军阵地，将一枚枚小炸弹扔在日军阵地周围，给日军造成大量伤亡。扔光了炸弹，数十架波---2飞机又向机场空投了数百枚迫击炮弹。波---2飞机撤走后，空降团使用特战队留下的迫击炮，向日军发射迫击炮弹，在密集的炮弹掩护下，空降团向日军发起冲锋，空降团刚刚补充了弹药，突击步枪可着劲向日军扫射，对于日军的三八枪而言，一支突击步枪就是一挺轻机枪，日军阵地本来就被波—2机群和迫击炮撕扯的千疮百孔，面对空降团近距离扫射出的枪林弹雨顷刻间就崩溃了，日军纷纷向兵工厂方向溃逃过去。空降团留下二三营守卫机场，一营官兵尾随日军一路追到兵工厂。中日两军在兵工厂的战斗持续到下午四点多钟，五十架运5水上飞机飞到内城小河沿上空，交替掩护，依次降落在小河沿的水潭里。这小河沿一带风光秀丽，是达官显贵的居住区，沿着水潭两岸分布着许多豪华别墅。奉天被日军占领后，这里的别墅就被关东军的高级军官霸占了。日本人实在想不到抗日军居然胆子这么大，居然将这里当做飞机场。抗日军选择这里空投兵力，并不是鲁莽之举。抗日军通过安插在奉天城内的情报站，对奉天内城日军兵力分布了如指掌。和平时期日军高级军官在这里享受糜烂的生活，可是现在抗日军在奉天周边厉兵秣马，随时准备对奉天大举进攻，这种非常时期，日军高级军官哪还有心思住在这里，现在小河沿的别墅区早就不见一个人影。而且这里的水潭有浑河水的灌入，宽阔、幽深，是运5水上飞机空投兵力的理想场所。飞机在水潭上空盘旋了十多分钟才有一队日本宪兵带着大批伪警察从水潭一侧的马路上跑过来，举着步枪向停靠在潭中小岛旁卸下人员、物资的飞机射击。
