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，平陆的清军队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军队伍。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，守卫临时工事的清军队伍就已经自行崩溃，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军人群，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军人群密集处，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。
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