在四纵队的阵地上，部队发现有大批的国民党军官在进行侦察，预感新的大战即将来临，纵队指示各部队，抓紧时机，加修工事，整顿组织，总结经验，做好打恶仗准备。各一线部队抢修了防御工事，加长了交通壕，增修防坦克壕，在每个战斗岗位上修了防炮洞和储弹点。在前沿设置了铁丝网和一列桩绊马索，将鹿砦加密加厚，在可能通过的道路上设了雷场，有的布下了爆破筒、手榴弹和桩钉板，为了迷惑国民党军还修了许多假碉堡。阵地上政治工作也搞得十分活跃，调整了干部，组织评功活动，开展军事民主，大家集思广益，研究战法，将各阵地上原有的标语牌整修一新。纵队发布了《告全纵队指战员书》，号召大家发扬顽强坚守的精神，把进攻的国民党军歼灭在阵地前沿，坚决完成阻击任务，保证攻取锦州的胜利。当日，十一纵三十三师采取攻势行动，主动组织阵前出击，一举攻占了寺儿堡，歼国民党军2000人，牵制了锦西守军，有力地配合了塔山正面的作战，受到东总的嘉奖。
12日19时，十二师三十四团侦察排七班长纪仁祥，带领全班化装成民夫，混进了国民党军的阵地，捕俘了九十二军二十一师六十三团副团长高禄臻及卫兵，获知国民党军部署的调整情况。与此同时，第二兵团对塔山防线的部署也进行了调整，由于十二师伤亡过大，将其防御正面缩小。三十五团、三十六团继续守白台子山，三十四团集中守塔山方向，将塔山以东阵地交由十师二十八团防守。白台山以西四纵队十一师三十一团、三十二团阵地移交给十一纵队防守。十一师三十一团移至塔山侧后，归十二师指挥，为四纵队总预备队。三十二团列入预备队，并加强四纵队一个炮兵团。根据两天来国民党军进攻的特点，研究了新战法：国民党军打炮时，除留少数人在阵地警戒外，其余进入工事隐蔽，炮火延伸后，部队占领阵地，待国民党军进至阵前30～50米时突然开火，趁国民党军迟滞之时，以精干小分队迂回两翼，配合正面实施阵前反冲击，依托阵地，守中有攻。夜里，总部后勤人员和支前群众，用马驮人扛把弹药运至阵地上，使一线部队得到了补充。
13日4时30分，国民党军独立九十五师、八师、一五一师、一五七师，利用夜暗接近前沿，天蒙蒙亮时发起了冲击，实施两翼突破，夹击塔山，在进攻塔山的同时，向白台山、铁路桥头堡、高家滩阵地猛攻。在塔山堡阵地上，独立九十五师一部以偷袭的手段，摸进了第一道铁丝网，进入了第一道战壕。三十四团发现后，马上集中所有火力封锁住饮马河前沿，并以炮兵火力压制了后续梯队，一连长刘景山带领预备队出击了侧后，截断了国民党军的退路，进至前沿的国民党兵被迫投降了。
见此情景罗奇马上集中火炮向塔山堡猛轰，由于短兵相接，炸死了不少国民党军士兵。中午，独立九十五师伤亡过大，一五一师从翼侧加入了战斗。三十四团组织了有力的抗击，守住了阵地。向塔山桥和高家滩进攻的独立九十五师，采取该师惯用的“波浪式”冲击方法，一个团分三个波，每营为一波，连续冲击，全部端着冲锋枪、轻机枪等自动武器，前面有“敢死队”，后面有“督战队”，只许前进，不许后退。四纵队十师二十八团沉着应战，战士们用机枪、步枪、手榴弹杀伤了一批又一批国民党军，在其冲到阵地前时，战士们就端起刺刀迎上去展开拼刺，在地堡里、战壕里、弹坑里反复冲杀，多数连队伤亡百人以上，在这种情况下动用了二梯队，才把国民党军的冲锋打下去。纵队又把预备队十一师1个团移至二十八团的侧后，以备危急情况下，从翼侧支援二十八团的战斗。
同时，令各炮兵集中火力，打击向塔山桥方向进攻的国民党军。中午，二十八团六连机枪排战斗组长纪守法，率机枪组化装成国民党兵，渗透到国民党军后方阵地，消灭了3个火力点和一处炮兵指挥所，给正面防御以有力的支援。
下午，二十八团营连之间两条电话线全部被炮火炸断，指挥中断，各级指挥员只有独立作战，独立九十五师又组织了多路“敢死队”一个个光着膀子，嘴里叼着刀，腰里挂着手榴弹，端着枪向前逼进，军官冲在前头大喊：“谁冲上去给谁晋升一级，赏金圆券，谁要怕死老子就枪毙！”二十八团的阵地处在被分割包围的险境，一营二连一排守卫的塔山桥前的小营盘，是“敢死队”进攻的重点，全排30名战士由身负重伤的指导员程茂远指挥，在无通信联系、无支援下的情况下，独立作战，战士们边打边喊“决不能失掉红旗阵地！”“莫忘记三十四团战友的嘱咐啊！”最后只剩下了7个人，有的还负了伤，他们就以石块、枪柄、刺刀与国民党兵搏斗，在纵队炮兵和二梯队的支援下，打退了国民党军的连续进攻，守住了阵地。
同时，白台子方向战斗也异常激烈，十一师三十一团组织多次反冲击，守住了阵地，有力地支援了塔山堡的战斗，一直战至黄昏，国民党军仍没能突破塔山一线阵地，这一天是国民党军进攻最凶的一天，可也是锐气大受挫的一天，特别是独立九十五师伤亡最重。同时，四纵队十师二十八团也伤亡了800多人，于是，当夜由三十团接替了二十八团的防御阵地。
当日晚，侯镜如和罗奇又召集各军长、师长及各部队视察官等开会，大家都认为解放军的阵地堡垒坚固，障碍物纵深大，进攻太困难了。罗奇说：“接到总统来电，现在锦州战事非常激烈，援锦部队要迅速前进，我代表总统来督战，如有奉行命令不力者，将报请严惩”。他对北平飞机支援不满，八九点钟才到，投下了几枚炸弹就走了，应在上空多盘旋一些时间，以掩护部队冲击，并要求“重庆号”也要协同炮击。最后说：我已经打电话报北平，调战车来助战。
在会上确定，明日5时炮击，6时开始攻击，但进攻要待北平空军轰炸后再开始。入夜，蒋介石传来命令，明日拂晓攻下塔山，14时进至高桥，黄昏到达锦州。
13日夜里，锦州外围作战已进行到第三天，刘亚楼电话通知程子华、吴克华：“锦州外围据点已经全部扫清，攻城准备已完成，14日上午实行总攻。”四纵队立即向各部队进行了传达，消息鼓舞了正在塔山阵地上修复工事的指战员，此时，一纵队送来了几卡车炮弹，东总又派来了一个加农炮连支援四纵队战斗。
14日5时，国民党军集中了各部队的炮兵和舰炮的火力，向四纵的阵地进行猛烈的炮击，直到6时30分，北平的飞机才抵达塔山上空，投下了两枚500磅的炸弹，一枚落到了塔山村后高地斜坡上，另一枚落到了饮马河西岸的国民党军阵地上，伤亡了数十人，气得国民党军官兵直骂，接着又来了两架轰炸机进行投弹后飞走，最后是3架飞机在天上盘旋扫射。
于是，国民党军开始了全线进攻，独立九十五师指向塔山，六十二军向塔山西侧高地，五十四军向塔山东侧铁路桥，因为下了突破塔山的死令，部队根本不讲战术原则，只是拼命地往上冲，以密集的人群一波又一波连续冲击。在铁路桥头堡4号阵地，国民党五十四军八师一部曾一度冲进了前沿阵地，四纵队十师三十团四连经过反复冲击夺回了阵地，接着阵地又被突破，伤亡过大的四连在工事里与国民党军进行了最后拼杀，五连三排迅速上来反击，组织了3次反冲击，又夺回了阵地。就在这时，八师师长周文韬向上级报告，该师已经攻占了桥头堡，林伟俦听后，让副参谋长莫汉英向独立九十五师师长朱致一、一五七师师长何宝松询问情况，朱致一派参谋到前线用望远镜观察发现，八师根本没有完全占领，明白了是虚报，随即也向上报告说：该部也有1个营攻占了塔山，各部队伤亡很大，请急派部队增援，罗奇得知此情，要林伟俦派预备队九十二军二十一师做增援准备。林伟俦又打电话要八师查清准确情况，并派参谋前去查看，这才发现都是谎报，根本没有一个师突破阵地，于是停止了动用预备队的计划，弄得一阵混乱。
正在部队激战之时，一纵队李天佑司令员给四纵队吴司令员打来电话：“我们奉东野首长命令，来做你们的预备队，已到达高桥待命，我代表一纵队全体指战员向连日奋战的四纵队同志致敬！如果需要的话，我们随时可以支援上去。”吴司令员非常激动，高声说：“四纵队全体同志向一纵队老大哥致敬，你们远道赶来，请先休息，一旦需要，我们请老大哥上来。”
10时，锦州攻城炮火准备已经开始，炮声清清楚楚传到了塔山阵地上，阵地上的部队群情振奋，高呼“老大哥打锦州了，加油干哪！”“范汉杰就要完蛋了！”这时，国民党军见强攻不成，改变了战术，在阵前200米的地方筑起临时工事，组织火力，派小股部队冲击。当四纵队部队反击时，立即缩回来，并以火力杀伤出击分队，四纵队部队以变应变，依托工事坚守，不搞远距离出击，而以火力打击国民党军的有生力量，战至黄昏，国民党军拼尽了全部力量，也没能突破塔山防线。国民党在塔山南还集结了1个师的兵力，准备在两翼突破后，马上加入战斗，一举攻占塔山堡，然而这一计划落空了。
对此，东总给十二师发来嘉奖电：“你师在友军的配合下，5天来英勇作战，顽强抗击，打退了九十五师、八师、一九八师、一五七师、一五一师、暂六十二师在海空掩护下之连续猛烈进攻，大量杀伤了敌人，并全部歼灭了打渔山之敌，保障了我攻锦部队能进行充分准备，因而取得了对锦州的顺利的突破。你们这种英勇顽强的防御战，是模范的，值得赞扬的，盼你们继续努力，顽强阻击敌人，保证锦州战役的全部胜利和为下一次战役造成有利条件。”
战至14日，国民党军损伤甚重，其中独立九十五师已是伤亡过半，每个团合起来只一个多营的兵力，从塔山一线下来的伤员，不断被运到葫芦岛和锦西县城，用船外运的达3000多人。晚上，侯镜如、罗奇又召集开会，各指挥官还是强调塔山工事坚固，障碍物多，协同不好，谁也不提战斗意志问题，最后罗奇让独立九十五师休息一天，由二十一师接替，侯镜如也同意了，当晚，北平的战车部队海运到葫芦岛，罗奇得知后得意地说：“有了水牛（指战车）打下塔山是不成问题了”。
15日凌晨，国民党军以庄稼地、草丛做掩护，不打枪不放炮，偷袭塔山阵地，一部分进至塔山堡村边的房屋和工事中，各守卫部队经几日激战相当疲倦，发现了情况，立即组织反击，与突入部队展开了短兵相接的战斗，在塔山对面高地上督战的罗奇、林伟俦和朱致一见此情景都异常兴奋，挥起马鞭高喊“突破了！突破了！”，赶着部队往上冲，尽管督战队一再催促，高喊“退却者杀！”但部队冲锋的劲头不足，冲进村内的部队又被四纵队给打了回来，处在进退两难的境地，解放军乘势开展了政治攻势，有的士兵向解放军投降了，有的被国民党军军官打死了，战至12时，国民党军全线溃退了，此时，锦州攻坚战已取得重大进展。
四纵队、十一纵队和独立师艰苦奋战6昼夜，守住了塔山一线阵地，取得了塔山阻击战的胜利，阻止了国民党军增援锦州的企图，毙、伤、俘国民党军6000多人，创造了阵地防御战的范例，这一战斗也使四纵队经受了锻炼，战后三十四团被授予“塔山英雄团”，三十六团被授予“白台山英雄团”，二十八团被授予“塔山守备英雄团”，炮团被授予“威震敌胆”光荣称号。
16日，蒋介石又乘飞机从沈阳飞到葫芦岛，罗奇在五十四军军部汇报了塔山战斗情况，并说塔山解放军的碉堡工事非常坚固，铁丝网、鹿砦纵深很大，集中力量都攻不下来，蒋介石听了很不高兴，拿来地图亲自查看，并说：塔山如此靠近，解放军怎么能够这么快，就做了这样多的坚固工事和障碍物来呢？阙军长驻在葫芦岛，早就该发现这种情况，为什么不进行阻挠破坏呢？蒋介石越说越气愤，指着阙汉骞说：“你不是黄埔生，是蝗虫，是蝗虫！”罗奇解释说：“塔山这些野战碉堡工事是最近夜间做起来的，一夜之间做了许许多多的工事。”这时有人报告，早上从锦州逃出一个副团长到了塔山前线，蒋介石赶紧叫人找来，询问了锦州的情况，又根据飞机侦察的报告，锦州城已无炮声，城内部队纷纷向城外移动，蒋介石这才确认锦州已被解放军攻占了，极为慌乱，连午餐都没吃，急忙飞离了葫芦岛。起飞后，大型客机在三架战斗机的掩护下，到塔山阵地上空环绕了两周，然后向西南飞去了。
葫芦岛方向由东北“剿总”副司令陈铁担任指挥，蒋介石派海军总司令桂永清和联勤部及空军要员到葫芦岛坐镇。18日，陈铁召集各师长以上军官开会，查询了各部队人数及武器弹药的补充情况，对部队行动没作出部署，在场的人态度很消极。这时，范汉杰的妻子从锦州逃到葫芦岛，据她说：
“沿途所见共军队伍整齐，人马枪炮很多，并不像过去所说的游击队那样。”一下引起指挥官们的恐慌，但又接到空军侦察报告，锦州的解放军大部分向东移动，驻锦、葫国民党军才得以暂时稳定。事后，蒋介石沮丧地说：“锦西、锦州仅距30多公里，以11个正规师的兵力不仅未能出援锦州，反遭惨重伤亡，实在出乎意料。”
塔山恶战六昼夜，四纵副司令员胡奇才，一直在前线坐镇。
当年在胡奇才麾下干过的老人回忆说，老胡只要往那儿一坐，不用吭气儿，那威势就来了。什么不用想，许进不许退，你就往死里打吧。
胡奇才先在十师，后到十二师，都是主要防御方向的师。
10日拂晓，打鱼山岛失守，西海口和塔山村侧后受到威胁。如果敌人从西海口登陆，不经过塔山，绕过高桥，就可直抵锦州。情况十分紧急。林彪，罗荣桓打来电话，命令立即收回。正在十师的胡奇才，协同指挥，坚决反击，硬是夺回了打鱼山岛。
11日，“林罗刘谭”电令胡奇才，到扼守塔山村的十二师去。
师指挥所设在村后一个山坡上。在12倍望远镜里，葫芦岛码头上的兵舰，从兵舰上下来的部队上火车，火车冒着白烟正往这边开。渤海湾里的“重庆号”巡洋舰上，“重庆”两个字都能看见。舰上152毫米口径大炮炮口火光一闪，顷刻间，塔山地动山摇。
旁边沟里是炮阵地。炮阵地自然是炮击目标，出膛的炮弹，落地的炮弹，日夜轰响。不时有炮弹在附近爆炸，气浪阵阵扑涌进来。
面前，脚下，是一片火海。火海之中，双方进退腾跃，扑打厮杀。除了火光，就是炮声。后来，炮声好像也被火光吞没了。
胡奇才生前多次去过塔山，每次去，总觉得像置身火海之中，红光耀眼，热浪灼人。
胡奇才和师长江燮元、政委潘寿才，站在火海之上观察敌情，分析敌我攻防重点和薄弱部位，组织部队顽强防御，适时反击。前沿被突破，援兵上不去，反击不及时，防线就可能被冲开。一点儿也疏忽不得。
瘦削精悍的江燮元，也是员虎将。