34师放弃山外的计划并没有能改变什么，80军和34军遇袭后跑路后，第3军右翼彻底暴露，面对莽莽群山、数百条山间小道，莫说没有兵力去封堵，就算有人手，时间也来不及。
夜里大股日军沿着山路向第3军的防区穿插，泗交镇二次遇袭，整整两个大队的日军借着夜幕向镇内猛攻；与此同时，还有两支大队级别的迂回部队沿着山路一直绕道向34师侧后。因为当初27军接防时闹出了不愉快，要塞区的二期建设并没有完工，根本无法对来自身后的攻击做出有效反击。正当公秉潘指挥部队依托工事与敌人鏖战时，九龙山、上牛岭要塞群身后的沟渠头失守。
日军随即两面夹攻，并将150重炮推至要塞外当做直瞄火炮使用，对那些已经暴露在外的碉堡进行定点清除。一连串的巨响过后，除去十几个钢筋混凝土碉堡外，土木构建的工事要么损毁要么因为守军逃离而失去作用，要塞区的火力顿时弱了一大半。
眼瞅着局面越来越糟，公秉潘随即命令以四个营的部队继续固守要塞，其余人马在副师长王自强带领下对沟渠头一线进行反扑，为第7师李世龙部的增援争取时间。
很可惜，天不遂人愿。反击部队在半路上遭遇埋伏，王自强当场阵亡，指挥系统失效后，部队陷入混乱，无组织的抵抗并没有持续多长时间，残存的官兵就在敌人优势火力打击下四散而逃。有不少官兵顺着原路逃回要塞，并将部队遇袭的情报带了回来，消息传开，34师的军心乱了！
眼瞅着部队就要全军覆没，公秉藩连忙调整部署。他让199团团长薛金吾带两个营死守九龙山要塞，并安排工兵立即引爆了安置在老龙沟和吴家咀两座公路桥上的炸弹，迟滞沟渠头方向日军的进攻节奏，自己则带着师部直属队在两个营的护卫下从红崖方向突围，试图与张店镇方向的第7师会合。
此时已是五月十八日拂晓，虽然太阳还没露面，但是视野已经清晰。见到有人正从要塞后方撤离，沟渠头方向的日军立刻用九四式山炮进行拦截。
长途奔袭，重武器只能通过骡马背运，所以携带的炮弹数量并不多，加上刚才从背后袭击要塞区时还消耗了一部分，落在突围路线上的炮弹不过六七十发。
但是34师军心已乱，原本就乱七八糟的逃难队伍立刻在炮击中做鸟兽散。兵败如山倒，散兵们三五人一伙、七八个一群，有的丢下行李，有人扔掉枪支弹药，沿着山路小道四散而逃。师部运输行李的马队也被炮弹击中，五颜六色的钞票被风吹的到处都是，大家急着逃命，这些平时视若性命的东西，现在根本没有人想着去拾捡。
前后不过一夜时间，4个步兵师就成建制从守军序列里消失，一个师部、两个军部失去联系。消息传开，中条山守军各部顿时大惊失色，连带着一战区司令部也坐不住了。卫（立煌）老总几连拍来七八封电报，要求各部队加紧战备，据说他自己也在往陕州这边赶，准备靠前指挥。