龙浩东的装甲师在公主岭镇内遭遇了最大的一股有组织抵抗。第139师团的一个联队在联队长带领下依托镇内的砖石建筑据守，用轻重机枪和迫击炮封锁街道，试图为主力撤退争取时间。日军士兵在窗口堆了沙袋，在街道上拉了铁丝网，甚至在镇口的公路上埋了地雷。

龙浩东的指挥车停在镇外一处高地上。他用望远镜观察了片刻，然后下令：“坦克1团在镇外展开，用高爆弹逐屋轰击。坦克2团绕到镇北，切断他们的退路。自行火炮团对准镇中心砖楼轰三轮。步兵跟着坦克清扫残敌。”

坦克1团迅速在公主岭镇南展开，炮管对准镇内的砖石建筑逐栋轰击。七十五毫米高爆弹打进窗户里，在屋内爆炸，砖墙被炸塌，屋顶被掀飞，躲在里面的日军士兵被活埋在瓦砾堆里。自行火炮团的炮弹尽数砸在镇中心的砖楼上，把那座日军当作指挥部的三层楼炸成了一堆碎石。

日军联队长的指挥刀在炮火中被炸成了两截，他本人被压在倒塌的房梁下面，几个卫兵试图把他拖出来，被国军步兵的冲锋枪扫倒。

残存的日军从废墟里冲出来，上好刺刀，嚎叫着扑向正沿街道推进的国军步兵。独19师的一个排与这伙日军在街道上展开白刃战。排长被捅了三刀，肠子都流出来了，还死死掐着一个日军士兵的脖子不肯松手。等后续战友冲上来时，他已经没了呼吸，但手里还攥着那把掐断的喉咙。

公主岭在中午被完全控制。日军那个联队全灭，无一生还。

5月24日，午后。

溃败的日军残部继续往北狂奔，许多人累的精疲力尽，已经跑不动了。连续两天两夜的溃退，没有补给，没有休息，不少士兵饿得连枪都端不动了。有些士兵扔掉武器，躲在路边的村子里，试图换上老百姓的衣服蒙混过关。但国军的追击速度太快，根本没给他们藏匿的时间。

骑兵第12师在怀德以南追上了一大股溃兵，大约三千人，是第10师团和第29师团的混合残部。奇俊峰命令骑兵从三个方向同时冲击，蒙古骑兵们端着马刀，马蹄声震得地面发颤。溃兵们连抵抗的勇气都没有了，有人直接跪在地上举起了双手，有人扔了枪往庄稼地里钻，被骑兵从后面追上劈倒。

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伪满军混成第8旅在溃退途中发生哗变。士兵们杀了督战的日军宪兵，在旅参谋长带领下向追击的东北挺进军预2师投降。

5月24日，傍晚。

怀德县城被国军收复。白轩的前线指挥部前移到了怀德南郊。