经三昼夜战斗，我军已控制了甲子山主要阵地。顽军被迫向中心区退缩，集中固守要点，企图顽抗待援。
20日，我军调整部署，准备重点进攻。到了22日黄昏，各主攻部队向祉坊、刘家东山、石场发起猛攻，连续突破两道鹿砦，摧毁碉堡两座，与顽军冲杀数次，工兵屡次爆破，均遭顽军强烈火力杀伤，未能攻克，拂晓时撤出战斗。
23日，我军向祉坊、刘家东山实施坑道作业。顽军从23日至25日先后以100至300人的兵力反扑三次，破坏我军坑道作业，均被击溃，并俘其210余人。
26日，顽军张里元部800余人由日莒公路以北南援，115师教导五旅主力迅速进占黄墩及其西南高地。张里元闻讯当即缩回路北。固守祉坊、刘家东山的顽军粮弹消耗殆尽，伤亡日增，且待援无望，故士气颓废，惶惶不可终日，孙焕彩遂企图突围逃窜。
30日，孙焕彩以其333旅1200余兵力由张家石望向北突围，沿途遭我军各部截击，除少数窜回公路以北外，大部被歼。