南城门升起两发红色信号弹，城门易主，团长高飞立即命令发动总攻。南城门距离车站只有百十米，孙定邦命令3挺重机枪在城墙上一字排开，居高临下压制日军火力，密集的弹雨很快击垮日军外围阵地。战至临晨1时，日军被分割包围成3块。一座车站仓库，大约150名日军士兵躲进仓库负隅顽抗。第一团士兵在机枪掩护下，靠近仓库不断的把手榴弹投进去。
用日语喊话劝其投降无果，士兵攀上房顶，掀开瓦片把手榴弹扔进去。立体打击，日军难以招架，最后日军发动了一次决死冲击，但是在重机枪密集的弹雨下倒在血泊中。临晨3时，日军的核心阵地车站候车室，被包围的水泄不通。此时候车室大厅内景象凄惨，躺满了日军伤员，能战的日军士兵，以不到百十人。
龟田一郎望着忠勇的属下道：“勇士们，最后的时刻到了，捣毁电台、烧毁军旗。为了天皇，为了大日本皇军的荣誉，我等战至一兵一卒。”接着恐怖的一幕出现，日军伤兵手里拿着刺刀，相互对刺。重伤的日军伤兵，被分别杀死。龟田下令发动决死冲击??????。临晨4时战斗结束，600多名日军仅俘获伤兵百十人，其他的全部战死。
此战，第1团阵亡125人，负伤320人，代价不菲。站台上，团长高飞站在龟田的尸体旁默默无语。此时，龟田单腿跪地，双手握着军刀刀尖支在地上。他双眼圆睁，胸口中了十余枚枪弹，似乎不甘心失败。一名军官拿着相机连续按动快门拍照，高飞表情肃穆敬了一个军礼。“把龟田大佐的尸体收敛厚葬，作为军人他值得敬佩！”
龟田的尸体抬走后，高飞面对众军官表情肃穆道：“督军所言不虚，大家看到了我们面前的对手，是什么样的对手，战胜这样的对手，是多么不容易。面对这样的对手，我们要拿出死战的勇气，才能消灭他们。立即向总部报告，第1旅第1团，夺回淄博车站全歼日军3支整编中队，一支后勤分队共600多人。”
战斗结束后，高飞命令打扫完战场抓紧休息，午后向潍坊开进。城内的百姓闻听消灭了进犯的日军，无不欢欣鼓舞。他们自发组织起来，成立了淄博护城队。淄博情报站利用缴获的日本武器，发给了护城队。只有受到蹂躏，民众才能觉醒。这方面几乎不用动员，当天淄博就有上千人参加了护城队。