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日军实施渡江攻击后，在惠通桥附近的中国军队，仅云南省绥靖公署保安第6旅（代号“息烽”）的一个连、十余名宪兵、独立工兵第24营及驻大山头的一个化学防空连（敌机空袭时施放烟幕掩护桥梁），加上隶属混乱的零散溃军，都是不堪阵仗之旅。
所幸，此前第11集团军总司令宋希濂奉令兼任昆明防守司令，其所辖入缅作战之第66军虽也在溃败途中，但第71军正从川康向滇西开进，该军前锋第36师已率先抵达祥云。
5月4日深夜，蒋介石打电话给宋希濂，告之：据陈纳德（Claire Chennault） “飞虎队”的侦察报告，“滇缅路上中国军队零零落落，溃不成军，完全不能抵抗日军前进。如果再不设法挽救，依照敌人几天来的前进速度计算，大约10天即到昆明”。据此，命令宋希濂星夜征调车辆，将第36师及第71军后续部队运抵怒江东岸阻敌。放下电话，宋希濂即亲至昆明郊外黑林铺滇缅公路运输总局洽商，该部允诺5日至7日3天内提供货车550辆用于运兵。
5日凌晨零时，率先登车的第36师先头部队第106团抵达惠通桥东约10公里的加油站附近。天色刚明，团长熊正诗即率各营营长赴大山头前方侦察地形，命令主力向大坪子、孩婆山前进，以一个连到惠通桥附近警戒。9时许，当日军炮击东岸后，第106团迅即在大山头、乌木郎之线占领阵地。
因惠通桥被炸断，日军经侦察地形，将主力渡河点选择在上游约3公里、江面较窄的金塘子老渡口。此处为修筑滇缅公路时最初选择的过江桥桥址，后被废弃了，但两岸的“毛路”已修至江边，
辎重车辆容易接近，日军看中了这一点。因为在江上架设浮桥进展缓慢，日军仅以几只橡皮舟和排筏往返输送兵力，至我援军抵达时仅运送三四百人过江；且过江后即为大坡度仰攻，地形极为不利，因此给我增援部队开进提供了较充足的时间。
据高村武人所述，步兵第146联队渡江攻击发起时间为日本时间晚7时16分，即当地时间下午6时许。但第11集团军战斗详报载，“12时稍过，归侨及难民中潜伏敌之‘第五纵队’约数百人，即猝然向孩婆山袭击”；而据第36师政治部课长俞晏澄记述：5日下午5时许，几名华侨从公路下疾奔上坡，向第106团前卫连报告说，坡下公路上有3辆铁篷车，车上士兵的臂章是白底红日标志，可见日军已乘难民车辆混过惠通桥了。连长立刻派出两名士兵前往侦察核实，证实确系日军前卫小队，估计混过桥东的日军已有200余人。连长一面向上级报告，一面布置兵力监视敌人动向。第2营全营很快抢占大坪子公路旁的高坡，以机、步枪向铁篷车里的敌人扫射，但因路上敌我车辆人员混杂，未能稳准狠地打击敌人。大部日军跳下车辆，抢占孩婆山高地开始还击。
这一记述，令人再次想起高熺奎所说的那路以汉奸为向导、从“走私小道”直插惠通桥的日军，及工兵营两位化装侦察者在西岸车队中发现的日军便衣。但，假若这支日军“第五纵队”在爆桥前混过了江，为何在我工兵爆破时未加阻止？笔者以为这在情理上是说不通的，极可能是军方在战报中将从上游金塘子渡口渡江的日军，记为预先从桥上混过江的日军，这至少可以掩盖部队开进迟缓、阻敌不力的情节。
此后，据第11集团军战斗详报记述，“该（106）团以驱逐孩婆山敌人之目的，施行进击。敌在炮火掩护继续强渡增援，彼我伤亡迭出，入夜仍在对峙中。”
在保山读书的中学生陈济泽，家住松山至龙陵之间的镇安街，5日因返家心切，与逃难人流逆向而行卷入战场中心，躲在怒江西岸公路上200米处的一个干沟里，目击了当日的战斗过程。据其回忆：
“在炮火掩护下，日军开始用橡皮舟强行渡江。这时，我阻击部队已布防于对岸半山公路上，当发现日军渡江后，迅速用机枪对准渡口进行严密封锁，并利用有利地形和已过江的日军激战。日军冲上去，就被我军打下来，又冲上去，再被打回来，反复多次，直到天黑，枪声仍然不断。”
陈济泽的观察位置，在怒江西岸金塘子老渡口上方，对面即为孩婆山。
最初布防于东岸半山公路上阻敌的兵力，应为前述“息烽”部队一连、独立工兵第24营和十余名宪兵，可能还有溃军中的一部。但爆桥后工兵营即先撤退，其他部队应是坚持到第106团增援抵达后撤出战场的。有些撰述记马崇六曾留下指挥阻击，但按姚仕基的记述，爆桥后自己即爬上山去与马崇六会合，但因日军炮火袭扰而弃车逃散——正如远在保山的萧毅肃事后在林蔚默许下以“筹谋破桥有功”而获颁三等云麾勋章，在这样的大事件中，大人物都要极力表明自己在现场，而不是某个最终被忘掉姓名的“队长”之类的小人物。
夜幕降临后，怒江两岸的局势变得诡谲莫测混沌不堪。
当晚9时，从后队赶到前方的日军野炮第1大队副官坂口八三中尉，乘着吉普车经过尖兵队野炮第3中队阵地，说：“大队主力已到达后方的腊勐村落附近。一定要抵达渡河点，大家加油！”但他的车向前刚开出数百米，即被对岸飞来的我军机枪流弹打死。
此时，在金塘子渡口，已经渡江的日军步兵第2大队决定偷袭孩婆山制高点，有的士兵已攀爬至山腰，在丢弃在公路上的汽车之间穿插，有的还趁机在汽车上顺手牵羊偷东西。稍晚，步兵第2大队长金氏坚少佐过江督战，第146联队长今冈宗四郎大佐也跟了过来。当两人碰头时，突然遭到我军从孩婆山上投下来的手榴弹袭击——砸在一株仙人掌上，弹出几米开外爆炸，两人因此得以幸免……由于夜幕的遮蔽，当晚日军未能取得很大进展。
6日上午，第36师师部及第108团抵达戥子铺（即等子乡），以一个营在一丘田亘阿兰寨之线构筑预备阵地，其余各部位置于大梁子附近；师长李志鹏实施统一指挥。当日白天，日军似在为后续部队渡江做准备，无大动作。午后，第106团决定乘夜向孩婆山日军再次攻击，策定部署为：
第1营派步兵一连于晚6时由大坪子北端行正面攻击；第3营一连于同时经大坪子向孩婆山敌右侧背攻击；第2营在中心寨南端干沟完成攻击准备，于晚6时30分向孩婆山之敌后背攻击。
6日下午，第11集团军总司令宋希濂率副参谋长陶晋初和作战参谋杨肇骧、高宝书等人由昆明乘坐军用飞机到云南驿。到达后，知第36师师长李志鹏已率该师第106团到达保山，旋即改乘吉普车到大理下关。宋希濂带杨肇骧到邮电局给保山打长途电话，接线员说线路不空，却又让商人和保山谈生意。宋希濂大为恼怒，拍着柜台大骂：“我是宋总司令，限3分钟接通保山，不然贻误战机，杀你的头！”接线员吓得浑身发抖，马上接通了电话。找到李志鹏通话，获知该师于5日到达怒江东岸及阻击日军情况。宋希濂大为高兴，立即致电蒋介石报捷，并请蒋下令迅速赶运第71军后续部队。
夜幕降临后，第106团各营按预定方案实施攻击。
晚7时，第2营前进至孩婆山第二个山头，距敌仅数十米，遭敌顽强抵抗，继之发生白刃肉搏，战况至为激烈。此时，日军主力潜向该营右后方反击，该营官兵奋勇迎击，将敌遏止，我伤亡营长以下百余名。
据载，为彻底阻断东岸我车辆通行，6日傍晚，在东岸炮兵火力掩护下，日军工兵队藤田仪作中尉率一个小队强行渡过怒江，利用夜幕潜行至滇缅公路钵卷山路段，用炸药炸毁了一段公路。
此事未见我方史料提及。但从这一小队工兵的战术运用上，似可窥察日军在战术上偏爱以小部队实施大纵深挺进攻击，表现出罕见的大胆与冒险作风。据载，坂口兵团自编成以来，从攻略印尼爪哇岛开始，长驱数万里一直打到怒江，被日本媒体誉为“六段飞式进击”。特别是进入缅甸与我军交火后，14天交战7次，长驱1540公里，创造了日平均交战次数、日推进距离的最高纪录。
据日军史料记述：6日深夜，步兵第3大队亦奉命渡江增援第2大队。该大队的兵力为第10中队及所配属的第11中队一个机枪小队、联队无线和有线通信兵等，为250人左右；其中承担抢攻对岸制高点的第10中队的兵力，含中队长横田进中尉在内为80余人。该部选择的渡江点在惠通桥上游约700米处，渡江用的组合式铁舟、应急筏、橡胶漂浮舟等均已由工兵准备好，每只舟筏上还配备了两名操桨者。据第10中队第3小队指挥班长中原信夫军曹记述：
夜幕降临时，渡江开始了，临时配属的第11中队机枪小队和通信分队负责掩护。在工兵拼死努力下，至7日凌晨，第10中队全员终于成功地渡过了怒江，马上向“中山”（即位于孩婆山与钵卷山之间较低的大坪子）制高点摸去。漆黑的夜晚，山险坡陡，高一脚低一脚的根本看不到路，摸到“中山”制高点时已经是7日早晨，大家顾不得休息，马上开始构筑临时工事。但此时敌军已经察觉到日军的行动，迫击炮弹猛烈地轰了过来。
构筑单兵临时防御工事相当困难。因长时间天干地燥，加之山上的岩石坚硬，怎么也挖不动，只能用十字镐一点一点地啃出来，但也只是勉强能藏身的散兵坑。敌军多次组织兵力拼命地进攻，但最后还是败了下去，这时候就趁机加固阵地。这时，饮水也成了大问题。虽然经侦察发现山洼里有一个小水潭，本来想从那里取水，但又怕遭到敌军的袭击，无奈之下，中队长向大队发出了求水的请求。
这天，第11中队一直顽强地坚守在阵地上，多次击退了敌军的进攻。但奇怪的是，从早晨到下午4时，左翼的第10中队却没有遭到敌军的任何攻击，他们正拼命地构筑防御工事。但就在下午4时左右，从望远镜里看到，对面高地上的敌军正在调集兵力和迫击炮、机枪等重火器，看样子要在夜间发起进攻了。
傍晚6时左右（因无表，为估计时间——原注），敌军的迫击炮等重武器开始向日军阵地猛烈轰击，随着夜幕降临，曳光弹不断地飞过夜空，迫击炮弹落在山脊上发出轰鸣的震响，照明弹刺眼的白色光芒把整个夜空都照亮了。
“敌军来了！”
喇叭声，喊杀声，手榴弹的爆炸声，一时震撼了整个山谷。
当晚，本来拟采用隐蔽式战术，即听到敌军迫近的脚步声才开枪。奇怪的是，第1小队指挥班和第2小队却冲了出去，于是展开了肉搏战。经一场混乱的厮杀后，中国军队退了下去。
关于当日战斗，第11集团军战斗详报的记述是：
“7日拂晓，第106团第1营于正面及孩婆山右侧背干沟开始攻击（对日军第2大队）；又以第108团之一连附重机枪两挺、迫击炮两门，于孩婆山右侧高地向日军右侧猛烈攻击（对日军第3大队）。并以团属迫击炮集中于大山头，对敌行压制射击，掩护第106团攻击前进。第106团进至山头时，日军据反斜面阵地顽强抵抗，战况较前更为激烈，死伤更重。虽经数度增援，终因日军西岸野炮火力阻止而未达敌阵，相持至下午5时无进展。”
据载，当日中午，第11集团军总司令宋希濂率幕僚自下关赶到保山，在城北郎义村元光寺开设指挥所，架设电话与第36师接通联系。而后，宋希濂携参谋杨肇骧驱车急赴前线视察敌情。当车行至滇缅公路707公里路标附近时，突遭3架日军飞机空袭，宋希濂等人急忙躲进树林，待日机飞离后又继续前行。至晚6时许，抵达江东老鲁田第36师指挥所。
此时，第36师部队业已全部到达，正在构筑工事，准备反攻。观察战场态势后，宋希濂指示第36师师长李志鹏、副师长熊正诗和106团团长谷宾：注意加强阵地工事，配备炮兵火力封锁怒江渡口，严防敌人夜间偷渡。当晚，宋希濂返回保山途中，前往金鸡村会晤了参谋团长林蔚，该团参谋萧毅肃也在座。双方交换了对当前敌情判断的意见，言谈之间，林蔚等人对于破坏惠通桥阻止日军前进一事，颇恃功自傲。林蔚把部队自缅甸撤退经过叙述了一番，算是和宋希濂办理了交接任务的手续。之后，宋希濂一行返回城北郎义村元光寺指挥所。
据日军中原信夫军曹记述：
8日早6时左右，日军第3大队派运输班和弹药班的7名战友送来了饮用水、干粮和弹药。据说这7个人是奉命于昨晚冒着生命危险，每人背着5加仑装的水桶、扛着弹药箱从对岸渡江过来，在没有道路的陡坡和山间小道上攀爬，吃尽了苦头才来到了阵地前的。这解决了250多人的饮用水问题。
当日中午刚过，敌军两架飞机超低空飞来，在上空盘旋后对着野炮第3中队阵地猛烈地扫射了一阵，而后向北飞走了。根据此情分析，敌机是在侦察敌我双方前沿阵地详情，为大的攻击做准备。看来一场大的攻击即将开始，尽管敌军暂时没有动静，但不能大意。下午1时左右，大队命令撤出阵地。
我军战史的记述为：“8日，第36师部队加强工事，不时向日军袭扰。入晚后，再向孩婆山之敌攻击，日军只能穷力抵抗”。联系日方记述，此时日军已感到继续进攻毫无希望，准备放弃。
9日晨，由田村中佐率领的野战重炮兵第18联队（欠第2大队）及野战重炮兵第3联队第2大队
从缅甸赶至松山。野战重炮联队，为日军作战时军一级单位配属炮兵，系由缅甸方面第15军派来增援坂口支队。
据我军战史，“当日上午，日军以炮火掩护向我反攻，激战终日，至晚渐趋沉寂。第36师又向日军施行攻击，迄夜半仍在对峙中”。
至此，战局虽呈现僵持状态，但因第11集团军后续部队第71军第88师、预备第2师已陆续抵达保山，而日军因怒江阻隔无法将更多兵力投送江东，已陷入困境。据日军战史载，当日，坂口少将令步兵第146联队主力撤出战场，转往腾冲实施占领。
10日凌晨零时30分，位于敌我对峙前沿的第106团第1营报称：“孩婆山之敌经我连日之攻击，伤亡惨重，刻在举火焚尸，似有退却之模样。”李志鹏闻报，即令该团全面攻击，又令第108团第1营由孩婆山右方绕行侧面攻击，期压迫孩婆山之敌于江边而歼灭之。
日军逐次向怒江西岸撤退，第36师进占孩婆山，尾追逃窜之敌。追至江边时，遭西岸日军机枪火力压制，我军渡江未遂；同时，西岸日军炮火亦向我孩婆山、大山头阵地轰击，极力掩护其步兵退却。
据我军战果统计，连日来进至江东的日军约400人，仅百余人泅水逃回西岸，余均遭歼灭；第36师所部虏获日军轻重机枪2挺，步枪80余支。
放弃渡江继续攻击后，当日，坂口静夫令野炮第1大队主力（
大队本部、第1中队及大队段列
）转往龙陵担任警备，以第3中队及第2中队高村小队留守松山。该留守炮兵及在此前渡江攻击中损失惨重的步兵第146联队松本大队（第3大队）残部，统由新到的野战重炮兵联队长田村中佐指挥，田村也因此成为首任拉孟守备队长。