我军连续多次攻击失利,部队伤亡很大,领导决定变强攻改挖坑道,隐蔽接近敌人。一军分区一营详细观察地形选择突击道路。三营负责挖地道,二军分区主力部队继续在北面佯攻。当坑道挖到东南角炮楼附近时,被敌人发觉,敌集中火力向东南角扫射。为转移敌人的火力,保证地道完成,我军以猛烈的炮火佯攻西门。8月8日早晨,滕县城的日军一个中队,配合伪军的百余人出城前来增援,被我军五团二营在大彦一线顽强阻击,日伪军虽连续猛攻多次,均被我击败,敌军增援不成,至晚狼狈逃窜回城。是日坑道挖通。
9日晚,一军分区一营和二军分区主力部队继续在西门、北门牵制敌人,三营准备地道内爆。经过6天的激战,双方伤亡惨重,特别申顽部,几乎弹尽粮绝,外援无望,伤员无法安置,人心躁动,一片混乱。我军建立了兵站已有充分的准备。10日3时,内爆成功。九连占领突破口,一、三营和二军分区主力军,全部拥进向西压迫战斗异常激烈。此时,申宪武令其子申怀钦带领手枪队和以500元高价收买的敢死队,疯狂反扑。我军突入部队奋力拼杀,申顽被击溃。此时,申顽参谋长赵毅轩带领两个警卫员缒出墙外,借黎明前的夜雾向滕县方向逃窜,申宪武命令团长颜成贵,收拢残部,再次组织反扑。片刻,东南角缺口内尸横遍地,沟壕的水变红。申看到自己的赌注已输光,随带领残兵百余人,在儿子申怀钦的掩护下从地道逃往小王庄。我军突入寨内部队与申匪残部展开了巷战,逐街逐巷争夺。指战员顽强拼搏,申部一、二团大部歼灭,三团残部在颜成贵带领下且战且退,退到西门时,只剩下40余人,颜看到败局已定,吞金投壕溺死。11日6时闫村解放。部队乘胜前进,直捣小王庄,一分区一营突入小王庄活捉申宪武及其子申怀钦,至此战斗胜利结束。