还算懂得向友军打听学习经验的山西团练动作很快，借助用来守卫渡口的军械物资和之前的营地工事，迅速在茅津渡以北修筑了一道弧形的木石工事，用来抵消吴军的快射击针枪优势，并且火速在工事前埋设地雷加强防御，又匆匆掉转炮口，把守渡口的部分火炮用来对付吴军。
山西团练的动作快，吴军突击队的动作更快，还没等山西团练把黑火药地雷的导火线全部安装完毕，背负着沉重弹药的吴军突击队就已经杀到了茅津渡北面。而与此同时，仅仅只有驻扎在附近的几支清军哨队和团练赶到茅津渡增援，平陆的清jūn_duì 伍和之前被派到了陌底镇的清军机动队却都还不见踪影，不知何时能够抵达。
争分夺秒的关键时刻，指挥这场决战的吴军主将刘坤一犯下错误，并没有乘着清军增援大队还没到来的机会发起全力冲锋，选择了在清军的炮火射程之外停下脚步，调整队形安排进攻，军心其实十分慌乱的山西清军也赢得了宝贵的调整机会，补强了弧形工事的防御，迅速排好地雷导火线，互相鼓励着等待吴军发起进攻。
天色已然不早，下午四点十五分左右，负重行军而来的吴军将士稍做休息后准备发起进攻时，之前一度被吴军击溃的平陆清军首先赶到茅津渡，很聪明的绕过吴军阵地直扑茅津渡与主力会合，清军士气大振，吴军却是不理不踩。
四点十八分，两百来名吴军将士首先发起进攻，以五人为一个战斗组平行推进，大踏步冲向清军防御阵地，才刚进入清军炮火射程，清军的火炮就纷纷开火，把一枚枚实心炮弹轰向吴jūn_duì 伍。然而很可惜，经验丰富的吴军将士却在炮弹即将落地时纷纷伏地避弹，躲开了实心炮弹的致命弹射，清军炮火自然收效不大，第一轮齐射仅仅只是打死了三名特别倒霉的吴军士兵，打伤了两人。
乘着山西菜鸟清军手忙脚乱的重新装药填弹时，吴军前队冲锋而上，大踏步冲进了清军阵地两百米内，期间最大射程可达三百余米的清军抬枪纷纷开火，还象瞎猫碰死耗子一样，打死打伤了七八名吴军士兵。工事后的清军士兵呐喊欢呼之余，徐继畬和陈虎臣等清军将领心中也纷纷燃起希望，无不暗道：“这仗有得打。”
清军勉强还算不错的表现到此为止，付出了不少死伤冲进清军阵地两百米内，四十个吴军战斗组突然一起停下，也突然架出了一门门山西清军土包子之前从来没有见过的小炮，直接把一发发小型炮弹装进小炮炮口。在望远镜里清楚看到这一情况，山西团练大头目陈虎臣还惊讶说道：“这难道就是传说中的吴贼小炮？这么小？能有什么用？”
很幸运，陈虎臣能够亲眼欣赏这些小炮到底有什么用，装好炮弹调整好射元后，吴军掷弹手立即拉动掷弹筒皮带，多次改进后的吴军掷弹筒筒内撞针猛烈撞击炮弹底火，四十发小型炮弹在发出很小爆炸声后夺膛而出，曲射沿抛物线砸到清军临时工事头上，惊天动地的爆炸声也随之在战场上回荡了起来。
苦味酸炮弹猛烈爆炸间，横飞的弹片几乎是在瞬间收割了无数的清军士兵性命，坑爹的苦味酸火焰四射，引燃清军临时工事的木质部分，也引燃了不幸被火焰笼罩的清军士兵全身，让人胆颤的惨叫声也在清军临时工事后响彻云霄，无数血肉模糊的清军士兵鬼哭狼嚎，十几二十个火人一样的清军士兵满地打滚，哭喊求救，可是不管他们怎么滚动，身上的火焰说不熄就不熄。
更让山西土包子清军魂飞魄散的还在后面，吴军的掷弹筒竟然就象能够连射一样，眨眼之间就又打来了一轮齐射，隆隆爆炸声中，更多的清军士兵惨叫倒地，更多的火头在清军阵地上升起，躲藏在工事后清军士兵或是胡乱开枪，或是惊叫惨叫着四处奔走躲避炮弹，徐继畬苦心营建并且寄托重望的临时工事防线彻底大乱。
掷弹筒炮弹还在象长了眼睛一样的不断轰进清军防御阵地，爆炸声与清军士兵的惨叫声此起彼伏，徐继畬和陈虎臣等清军将领的脸色也一个比一个更加苍白，终于明白了吴军为什么敢派一支孤军抢滩登陆的同时，也终于明白了河南清军为什么死活不敢与吴军展开决战——白白送死的事谁也不会干。
山西清军的坚韧程度远不及吴军的战前意料，仅仅只是用掷弹筒轰击，在清军炮台还在不断开炮还击的情况下，也在吴军步兵还没发起进攻之前，守卫临时工事的清jūn_duì 伍就已经自行崩溃，全面后撤逃跑，包括督战队都是如此。见此情景，刘坤一也没犹豫，马上就让一个营的吴军将士发起进攻，夺占清军阵地掩护吴军掷弹手攻击清军指挥部。
还是在吴军步兵排着四排横队杀到清军阵地面前，吴军掷弹筒停止轰击之后，清军才壮着胆子发起了一次反击冲锋，妄图杀退吴军的进攻和点燃事前掩埋的黑火药地雷。
轮到已经很少能够大展身手的吴军击针枪发威的时刻来临，面对着迎面杀来的清jūn_rén 群，吴军将士从容瞄准开枪射击，机械一般的迅速装填子弹，以山西清军土包子不敢想象的速度快速轮射，也象割麦子一样的成排成排把山西清军士兵打翻打倒，几乎不给清军任何近身白刃战的机会。偶尔有几个漏网之鱼冲到吴军阵地近处，也马上惨死在吴军基层军官的左轮枪下，没有一个能够获得跑到吴军士兵面前抡刀子的机会。
是人都会有怕死心理，发现继续向前纯粹是白白给吴军送人头之后，侥幸还没被吴军火枪打死的清军士兵自然开始了不断逃亡，冲锋攻势很快就消失得无影无踪。吴军将士继续大步推进，吴军掷弹筒手紧紧跟上，大摇大摆的直接杀向悬挂着徐继畬帅旗的清军指挥部所在。
发现情况不对，徐继畬赶紧打出旗号，命令两翼之兵冲击吴军两翼，然而早就被吓得两腿发软的清军士兵才刚磨磨蹭蹭的发起进攻，吴军那边就已经立即变阵，两支横队左右分出，保护住了掷弹队的两翼，以‘门’字形继续向前进攻。
不得不佩服徐继畬的应变之能，即便从没和吴军的线性战术交过手，徐继畬还是十分天才的立即发号司令，派遣一军迂回去抄吴军背后。然而吴军方面的反应更快，才刚发现清军迂回来抄背后，吴军掷弹筒队中马上分出一百余人，举起击针枪保护住了背后，也把吴军阵形变成了吴超越赖以扬名天下的空心刺猬阵。
是只能够滚动的大刺猬，保持着严整队形的同时，吴军刺猬阵仍然在向清军指挥部迅速推进，清军几次壮着胆子发起冲锋，也很快就被吴军的击针枪和手雷弹击退。同时被保护在刺猬阵中间的吴军掷弹手开准机会，也不断把掷弹筒炮弹轰进清jūn_rén 群密集处，炸得清军士兵上窜下跳，冲锋攻势更加凌乱不堪，软弱无力。
终于，吴军刺猬阵推进到了清军指挥部的两百米处，停下脚步掩护掷弹队轰击清军指挥部，不过很可惜，聪明过人的徐继畬早就料到吴军士兵是想来送他回家，早早就带着部将亲兵逃离了指挥台，吴军的密集火力覆盖收效并不大，没能炸死多少清军士兵。
不过也足够了，连绵不断的爆炸声中，不但清军的指挥号令旗接连倒地，徐继畬的帅旗也在轰击中飘飘落地，徐继畬再也无法通过旗号指挥整个茅津渡战场，清军的军心士气也遭到了重创。
这时，刘坤一也带着后军发起了进攻，轻而易举的和前军联手杀溃了隔在两军之间的清军机动队，与前军汇为一股，然后立即向清军的渡口防御阵地发起进攻。
守卫渡口的清军士兵开始欲哭无泪了，他们躲藏的坚固地堡全都是面向渡口码头，只能躲在工事后对着渡口码头开枪，背后却毫无防御，从背后杀来的吴军士兵想怎么对他们开枪就怎么对他们开枪，打得他们死伤惨重，只能是纷纷放弃工事撒腿逃命，辛苦修建的坚固工事也基本上形同报废。
还有清军针对渡口修建的炮台，本来掉转炮口之后，清军炮台还能对从背后杀来的吴军将士形成一定威胁，然而当吴军将士杀到近处，开始以弹道可控掷弹筒集中轰击炮台后，清军的炮台也一座接一座燃起了冲天大火，其中还有几座炮台上火药被吴军掷弹筒炮弹引燃殉爆，直接炸塌了炮台。
从陌底镇全速赶来的清军机动兵力已经赶到了茅津渡，可是看到战场上横七竖八的同伴尸体和吴军的强大火力，跑得气喘咻咻的清军机动队却说什么都不敢冲锋进攻，加入战场。而黄河对岸的吴军大队却是毫不客气，马上就以新编团练为先锋发起抢渡，摇橹划桨的冲过黄河赶来增援。
第一支吴军船队渡河期间，个别幸存的清军炮台还开了炮轰击河面封锁航道，然而他们的位置才刚暴露，南岸的吴军火炮马上就开火还击，以钟表法和三角定位法双重测定距离后的吴军火炮也打得极准，没用多少炮弹就干掉了残余的清军炮台。