粗定，日軍注意力轉向三塊石根據地。
關東軍糾集了三萬餘人，配備從中央軍手裡繳獲的重炮和汽車，分三路向三塊石壓來。
右路沿吉林方向進攻周保中的防線，左路從南滿線直撲本溪方向，中路則直取石門嶺。
日軍指揮官阪本清一以為石門嶺不過是一群散兵的臨時工事，用兩個大隊正麵衝鋒就能碾平。
第一天的戰鬥就讓日軍付出了代價。
唐聚五的三千人是老兵，尤其是四縱剩下的骨乾，每一個都在遼西打了整整一年仗。
他們不慌不忙地放日軍進入山腳開闊地，等迫擊炮集體覆蓋，再用機槍掃射衝鋒步兵。第一天，日軍兩個大隊在石門嶺正麵死傷三百餘人，無法推進。
阪本清一憤怒地調來一個炮兵聯隊，用105榴彈炮連續轟了三天。石門嶺的土木工事被炸塌兩次，又被連夜修好。
有被震聾了耳朵，仍跟著別人挖戰壕。到八月中旬，唐聚五的部隊已傷亡過半，但石門嶺依然在他們腳下。
日軍試圖繞路。唐聚五派出小分隊封鎖所有能繞行的山徑，這些人多是本地獵戶出身，躲在樹叢裡放冷槍，讓日軍被迫停止迂回，重新回到正麵強攻。
八月下旬，唐聚五左臂中彈。他用繃帶勒住，繼續坐在山脊的指揮所裡。他的身邊隻剩一千兩百餘人，彈藥幾乎耗儘。
後勤員把最後幾箱子彈分給陣地上時，很多戰士隻分到十發子彈，但仍然趴在戰壕裡，望著山下日軍密密麻麻的進攻隊形。
八月二十五日傍晚，日軍占領了石門嶺南側的最高峰。
唐聚五知道大勢已去。他讓人把一麵寫有“衛”字的軍旗從箱底翻出來，綁在一根步槍刺刀上，插在陣地中央。他看著那麵旗，對僅剩的幾個團長說：“我們撐了這麼久，三塊石那邊該撤的應該撤完了。現在咱們把命留下，值了。”
說完，他從槍套裡拔出手槍，帶著最後三百多名還能動的士兵，向日軍發起反衝鋒。
石門嶺之戰，唐聚五部從最初的三千餘人戰至最後一刻，全軍覆滅。
日軍在打掃戰場時發現山脊的廢墟中央插著一麵被熏得發黑的軍旗，旗下趴著一具腰佩少將銜的屍體。
一個日軍士兵想踢開那麵旗，被他的長官製止了。那長官仔細看了一眼旗上的“衛”字，沉默片刻，說：“不要亂來，否則激起中國人的怒火就麻煩了。”
有活著回去的傳令兵在重傷後爬進三塊石，把這個消息帶給了張際春。傳令兵死前說：“唐司令說……悔不當初。要是……要是他當初堅決跟著衛司令，不出那些幺蛾子，該多好。”
張際春聽完，久久沒有開口。半晌，他對著石門嶺的方向鞠了一躬。
東線的戰鬥同樣慘烈。
王鐵漢前往進入吉林方向的山地防區督戰，他對周保中說：“我這一回，哪兒也不去了。”
日軍右路主力猛攻。王鐵漢利用山勢節節阻擊，把日軍拖在吉林方向的山地泥濘裡長達一個月。
他的部隊沒有重炮，就靈活設置陣地。士兵們在林子裡吃野菜、找樹皮，硬是打退日軍每日十餘次的進攻。
九月初，日軍增派兵力從兩翼迂回成功，王鐵漢被圍在了一塊無名高地。他身邊僅剩不足五百人，彈藥已經打完。
高地之戰進行了兩個小時。子彈打光後，王鐵漢端著刺刀衝入敵群，在日軍重圍中力戰殉國。
他的遺言隻有一句，是一個退下來的士兵帶回來的：“……要是我們這些老人堅決站在衛司令那邊，他就不會死……”士兵說完，眼淚順著布滿硝煙的臉流下來。
十月中旬，三塊石。
總部根據地在長達數月的撤離後已經基本清空。機關工作人員、醫院傷病員、修械所的機器，分批由周保中、楊靖宇、黃顯聲等人帶進了深山的密營。
三塊石核心區隻剩下最後一批留下掩護的部隊，由日本戰俘改編而成的“國際縱隊”。
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