柳河镇的枪声逐渐平息，鬼子第44旅团被全歼，小林旅团长在最后时刻试图焚毁联队旗并切腹，被冲进指挥部的第一旅战士及时制止，成了重伤的俘虏。这一消息传到通化城，无疑是在第125师团师团长龟田中将的心头又插了一刀。
“八嘎，小林这个蠢货，一个整编旅团，短短两天就……”龟田中将气得浑身发抖，将手中的电文撕得粉碎。指挥部里一片死寂，参谋们噤若寒蝉。
“师团长阁下，现在不是动怒的时候。”参谋长硬着头皮上前，“44旅团玉碎，柳河镇失守，我军在通化外围的屏障已失。敌军兵锋正盛，下一步必然直指通化城，是战是退，请阁下速决，”
龟田转过身，眼睛盯着地图上通化的位置，脸上闪过一丝挣扎。撤退？不战而放弃重镇，关东军司令部绝不会饶了他，战斗？对方能在短时间内连续吃掉他一个加强联队和一个旅团，其实力远超他的预估，固守通化，胜算几何？
就在这时，通讯参谋急匆匆地送来一份电报，脸色惨白：“师团长阁下，急电，敌军主力已从柳河镇方向向我通化急速推进，其先头部队距离我外围阵地已不足二十里，同时，侦察部队发现，有大批敌军正在向通化侧后迂回，企图切断我部与后方联系，”
“什么？这么快，”龟田大吃一惊，对方的速度完全超出了他的预料。他冲到地图前，看着那几个代表敌军进攻方向的巨大箭头，冷汗瞬间湿透了后背。他终于明白自己面对的是一支何等凶悍而高效的敌人，
“命令，”龟田下达命令：“各部立即进入预定防御阵地，依托城防工事，坚决固守，同时立即向关东军总司令部发电，我通化守军遭遇敌军主力围攻，兵力悬殊，请求紧急战术指导，速派援军，”
他选择了坚守，一方面是不敢承担弃城责任，另一方面也存着一丝侥幸，希望能依托坚固城防拖住敌人，等待援军。然而他并不知道，刘川根本没打算给他固守待援的机会。
就在龟田下达命令的同时，东北民主联军前线指挥部里，气氛热烈而高效。
“报告司令员，第一、二、三旅已进抵通化城东、城南外围，正在清理鬼子外围警戒部队，”
“报告，第七旅已控制城西主要出口，”
“报告，第八、九旅及第十旅已成功穿插至通化城北及东北方向，正在构筑阻击阵地，通化鬼子北退之路已被切断，”
“第四旅和骑兵旅已机动至通化与沈阳之间的关键节点，准备阻击可能来自沈阳方向的援军，”
刘川听着不断传来的汇报，目光始终锁定在地图上那个被红圈紧紧包裹的“通化”。他转头对韩楚和刘亚说道：“龟田选择了固守，这很好，省得我们满山遍野去追他。通化城防虽然坚固，但鬼子刚刚损失了一个旅团，兵力不足，士气低落，正是我们一鼓作气拿下它的最好时机，”
韩楚赞同地点点头，补充道：“而且，我们刚刚经过连续作战，虽然疲劳，但士气正旺，缴获也多，弹药相对充足。相反，龟田现在是惊弓之鸟，援军遥遥无期。我建议，不给鬼子喘息之机，立即部署攻城，”
刘亚立刻拿出早已拟定的数套方案之一：“司令员，政委，我建议攻城战斗分三步走。第一步，集中所有炮兵，包括第二旅的加强炮兵团和我们能调动的所有师属、旅属火炮，对通化城垣及已知的鬼子主要火力点、指挥部进行猛烈炮火准备，时间要长，强度要大，最大限度摧毁其防御设施和士气。”
“第二步，”刘亚继续阐述，“炮火准备后，以第一旅、第二旅为主攻，从东、南两个方向对通化城发起强攻。第三旅、第七旅作为助攻和预备队，伺机投入战斗。攻城部队要充分利用炮火效果，组织爆破组、突击队，多路突破，撕开缺口。”
“第三步，突破城垣后，各部队不要恋战，要敢于穿插分割，直捣鬼子指挥中枢和核心阵地。同时，命令第八、九、十旅，在城外严防死守，绝不能让一个鬼子跑掉，尤其是第十旅的同志们，要发挥熟悉城内地形和民情的优势，配合主力巷战，并动员群众支援。”
聂政委补充道：“政治工作要跟上，动员战士们发扬不怕牺牲、连续作战的精神，同时，对城内伪军、伪政府人员开展政治攻势，瓦解敌人，”
“好，就按这个方案执行，”刘川斩钉截铁：“命令各部，抓紧时间休整补充，炮兵部队务必在明日拂晓前进入发射阵地，总攻时间，定在明日清晨六点整，告诉李云龙、丁伟、张大彪他们，谁先攻进龟田的指挥部，我给谁记头功，”
命令下达，炮兵们连夜拖着火炮，在步兵的协助下，进入精心选择的阵地。步兵们检查武器，补充弹药，战斗小组进行着最后的任务分配。通化城外，弥漫着大战前的紧张气氛。
第二天拂晓，天色微明，六点整，刘川在指挥部里对着电话沉声下令：“总攻开始，炮兵，开火，”
刹那间，集结起来的超过一百五十门各种口径的火炮同时发射，炮弹如同疾风暴雨般倾泻在通化城的城墙、碉堡、疑似指挥部和兵营上空。火光一团接一团地腾起，浓烟滚滚，坚固的城墙在剧烈的爆炸中被炸开数个缺口，城头的鬼子的膏药旗连同沙袋、机枪一起被掀飞上天。炮击持续了整整一个小时，将通化城东、南两面的外围工事几乎犁了一遍。
炮火刚刚开始延伸，嘹亮而急促的冲锋号声就响彻了原野，
“同志们，冲啊，”第一旅的突击队涌向被炮火撕开的城墙缺口。黄志勇的20团冲在最前面，战士们顶着头上纷飞的碎石和流弹，悍不畏死地向上冲。
“机枪掩护，爆破组，炸掉那个暗堡，”丁伟的第二旅则发挥了火力优势，密集的弹雨死死压制着残存的鬼子火力点，工兵抱着炸药包，在火力掩护下冲向那些还在喷吐火舌的碉堡。
城南方向，张大彪的第三旅和周汉的第七旅也发起了猛攻，多处突破，让鬼子防线顾此失彼。
战斗异常惨烈。鬼子的抵抗依然顽强，残存的士兵依托断壁残垣和街垒，拼死阻击。巷战在城垣被突破后迅速展开，每一条街道，每一栋房屋都成了双方争夺的焦点。
“报告师团长，东门已被突破，敌军冲进来了，”
“南门告急，请求增援，”
“城西发现敌军活动，”
坏消息一个接一个传到龟田的指挥部，这里也已经能听到越来越近的枪声和爆炸声。
“顶住，命令各部，逐屋争夺，战至最后一兵一卒，”龟田声嘶力竭，但眼神中已经充满了绝望。他明白通化守不住了。他现在唯一的希望，就是沈阳方向的援军。然而通讯兵带来的消息让他如坠冰窟：“师团长阁下，与沈阳方向的通讯中断，派出的通讯兵也无一返回，北面突围路线也被敌军封锁，”
龟田瘫坐在椅子上，面如死灰。
城内，东北民主联军的攻势越来越猛。李云龙的第一旅和丁伟的第二旅像两把尖刀，不顾伤亡，直插城市中心。来自山东的老兵们将巷战经验发挥到极致，爆破、穿墙、迂回，打得鬼子晕头转向。第十旅的战士们则利用对地形的熟悉，引导主力部队穿街过巷，并不断喊话，瓦解伪军抵抗意志。
午后，第一旅的突击队终于攻到了原伪满通化省公署大楼——龟田的指挥部所在地。经过一番激烈的手榴弹和冲锋枪对射，战士们冲进了大楼。
“报告旅长，我们攻占鬼子指挥部了，龟田那老鬼子不在，可能是提前跑了，但缴获了大量文件，”黄志勇兴奋地向李云龙报告。
“妈的，让这老鬼子跑了？”李云龙骂了一句，随即吼道，“跑了和尚跑不了庙，命令部队，继续清剿残敌，就是挖地三尺，也要把龟田给我揪出来，”
随着指挥部的陷落，城内有组织的抵抗逐渐瓦解。零星的枪声持续到傍晚，通化城内的鬼子大部分被歼灭，小部分投降或被俘，在1944年的10月通化光复。
刘川、聂政委、韩楚、刘亚等人，在警卫部队的护卫下，进入了一片狼藉但已经恢复秩序的通化城。看着街道上欢呼的群众和押送俘虏的战士，刘川的脸上露出了欣慰的笑容。
“通化，我们拿下了，”韩楚感慨道，“这是我们进军东北后，光复的第一个大城市，”
刘亚立刻建议：“司令员，政委，应立即命令第八旅、第九旅、第十旅，以通化为中心，向四周县城和乡镇出击，扫清残敌，扩大和巩固根据地，同时，迅速建立人民政权，发动群众，恢复生产。”
聂政委点头：“对，要立刻稳定社会秩序，安抚民心。通化是我们重要的立足点，必须经营好。”
刘川看着远处依然传来零星枪声的方向，目光深邃：“通光复了，但这只是开始。龟田虽然跑了，但第125师团的番号还在，关东军的主力还在。我们在这里闹出这么大动静，关东军总部绝不会善罢甘休。告诉部队，庆祝胜利可以，但不能放松警惕，要抓紧时间休整补充，准备迎接敌人更疯狂的反扑，”
他顿了顿，对刘亚说道：“参谋长，立即将我们光复通化的消息，以及初步战果，上报党中央和延安，同时，以东北局和东北军区的名义，发布安民告示，”
通化光复的消息极大地鼓舞了东北人民的抗日斗志。而与此同时，远在长春的关东军总司令部里，却因为通化的失守和第125师团的近乎覆灭而陷入了巨大的震惊和愤怒之中。一份标着“绝密”的作战计划，正在紧急制定，目标直指这支突然出现在他们腹地，并给予他们重创的“东北民主联军”。