占领潮安县城之后，日军以三个步兵大队与一个山炮中队防卫潮安县城（毛利大队、龟井大队、田中久大队），第132旅团长则亲自率领主力部队驻扎在汕头。潮安日军以田中久大队在城外构筑阵地，拱卫城防工事，龟井大队在笔架山、景山、葫芦山到竹竿山建立了一道防线，担任警备司令的毛利大佐则率领自己的大队在以开元寺警备司令部为中心的几个坚固据点布防。
第155师师长罗策群少将在部署守军退出潮安县城之前就已经制定了非常详细、周密的反攻计划。6月28日，游弋在汕头外海的庞大日本舰队全部返回广州基地，接到情报部门的报告之后，第155师随即展开围歼潮安县城日军的行动。
为了确保围歼成功，罗策群在潮安县城的外围集中了第155师的两个步兵团、广东保安第三、第四、第五团，合计五个步兵团，总兵力为一万两千余人，其中还不包括师部直属的炮兵团等部，另外，活动在潮汕地区的第十纵队和第155师的一个团进出潮安至汕头之间的公路，阻击日军可能的增援。其中，第155师第一团作为主攻部队，由南门突入市区，保安第五团负责掩护其侧翼安全；第二团分别攻击笔架山河竹竿山，以牵制日军增援；保安第三团和第四团则分别在西门和东门布防，切断日军的退路。
6月30日午夜零时，中国军队全线出击，在迅猛的炮火急袭中展开攻势。
经过长达十五分钟的炮火准备之后，田中久大队在南门外的据点和工事在重型榴弹炮的猛烈轰击下尽数被摧毁，只有少数坚固的暗堡保留下来。田中久从炮火密度和强度中推断，中国军队的兵力应该在师级规模，远远超过潮安守军的总合，于是当攻击部队发起攻击不久就很聪明地放弃了城郊的次要据点，集中兵力退守南门，与此同时，驻守在笔架山的一个中队也撤到东门以避免遭第二团的优势兵力围歼。
日军的反应虽然出乎预料，但是丝毫没有影响到第155师展开攻势，第一团和第二团迅速推进到南门和东门下，日军则集中了六个中队的兵力在此防守，妄图依托坚固的城墙负隅顽抗。然而，日军没想到的是，中国军队在撤离潮安县城之前，偷偷地在城门楼的石板下面埋下数百公斤炸药！攻击部队在追击到距离城墙五百米外的地方停了下来，静静地等待炮兵引爆埋藏的炸药。
几分钟之后，数十发炮弹接二连三地落了下来，大部分落在城墙的两侧，但是其中还是有三发炮弹准确地落在城墙上面，引爆了炸药，于是在此起彼伏的炮弹爆炸声中，响起一声惊天动地的巨响，整个潮安县城都剧烈的晃动起来，大块的泥土和碎石从各种建筑物的表面脱落下来，紧接着，南门高大的城楼变成一个巨大的火球，炸裂的砖头、石块和日军士兵的肢体被爆炸掀起的气浪甩出数十米远，硝烟散尽之后，原来城楼的位置出现一段二十多米长的缺口，坍塌的墙体堆积成一道两三米高的瓦砾堆。
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