日军向东向北突围都没成功，而守军在石大山上站稳了脚跟。他们判断，日军继续向这方面突围已不可能，惟一的行动方向应是沿着石大山南沟向岔口方向突围，在岔口的日军接应下，绕道寺河街，逃回陕州。
于是，守军连夜向官道口和岔口之间挺进。然而，战事瞬息万变，日军没有像守军预料的那样寻找突破口，却以一部往西南牵制官道口守军陈子坚师的兵力，而主力继续进攻火山关。
守军势单力薄，在日军两面夹攻下，拼死抵抗。时逢麦收季节，夏日炎炎，光秃秃的石大山暑气蒸腾，没有一滴水，后方补给上不来，部队断粮已有两天，还与日军发生恶战。到傍晚，连重机枪水箱的水都干了。战士们往水箱里撒尿，到后来连尿也没有了。战士们舌焦唇破，饥饿难耐。在这难熬的时刻，日军的攻击越来越猛，企图将守军一举歼灭。
守军没有退缩，前仆后继，始终坚守着阵地。终于，援军来了，中美空军出现在战场高空。飞机的扫射轰炸，使日军不敢前进一步。西安民众得知自己的军队被围困在火山关上，断了饮食，纷纷把红薯、萝卜和锅盔送到飞机场，交第一战区空投到火山关。战士们备受鼓舞，协同空军，浴血奋战，将日军压到山脚下。黄昏，日军完全丧失攻击力，龟缩在石大山里面。
