因此双方互相争夺了五六天之后，商家军不仅没有打破清军的堡垒包围，相反清军的堡垒还是继续向前推进着，一直逼进到了大同镇的外围。清军的堡垒数量，也己经超也了八十个。同时清军也对大同镇形成了合围之势，商家军也被逼得只有两条可走，一是守在大同镇，集中兵力和清军进行决战，二是放弃大同镇，退守罗田县，然后再寻找战机。
但从现在的情况来看，即使商家军退到罗田县，恐怕清军也同样会把堡垒一直修到罗田县前，到那个时候，也就太被动了，因此李定国也决定，集中二个师一个旅的兵力和现在湖北战区大部份的火炮，在大同镇和清军打一场会战，侧底打破清军的堡垒围困战术。
这一场战斗，是由商家军首先向清军发动进攻。
九月十三日，九师的炮兵团开始投入战斗中，十门三寸六分口径重型青铜野战炮，和三十门中重型火炮被推上了阵地，同时向清军的两座堡垒发动了轰击。
虽然黑火药的爆炸威力并不强，但重型火炮和中重型火炮对这种土木结构的堡垒还是有很大的作用，由其是重型火炮发射的实心弹，往往只用几炮，就可以将堡垒的护墙给击塌，因此在几轮炮火轰击之后，两座受到攻击的堡垒护墙被火炮轰击得泥砂乱溅，塌陷了多处。商家军的士兵们立刻从塌陷的缺口冲进了堡垒中，与清兵展开了白刃战。
尽管清兵受洪承畴的严令所迫，和商家军拼死力战，但失去了护墙的掩护之后，显然就不是商家军的对手，因此这两座堡垒也很快就被商家军攻破了，守堡的清军大多都战死在堡垒中，但也有一小部份逃跑。
在攻破了两座堡垒之后，商家军的两队人马立刻向两侧展开，继续向其他的堡垒发动进攻，而且仍然是由火炮开路，也是攻无不克，一连又端掉了四五座堡垒，于是在不到一个时辰的时间里。在大同镇的正面，清军的堡垒群中，撕开了一个三十多里的大口子。
商家军的士兵立刻都杀入堡垒中，和清军展开激战，因为每一个堡垒的面积并不大，守军也不是很多，在轰开了护墙之后，只用派出一二个连的兵力出战也就足够了，投入再多的兵力，也无法展开，因此战斗也在多个堡垒中同时展开，尽管在有些堡垒的白刃战还没有结束，但商家军己经立刻开始向纵深发展，这一次是两路炮兵合并在一起，向清军堡垒群中的一个大堡垒发动了进攻。
这座大堡垒是这一次商家军出击的重点目标，按照李定国的计划，攻破这座大堡垒之后，将作为商家军深入清军的堡垒阵地的一个支点，然后堡垒群的其他方向发动连续进攻，将清军的堡垒包围圈彻底打穿。
在一连串惊天动地般的炮声轰鸣之后，砂石乱飞，不少泥袋都被打得飞了出去，大堡垒正面的护墙也被打开一个宽达二十余步的大缺口，二个营的商家军士兵立刻向堡垒里的清军发动了猛攻，而守在堡垒中清兵也立刻迎战了上来，拼死堵住了缺口，寸步不让，双方立刻展开了激烈的战斗。枪声、爆炸声，吶喊声，撕杀声也响成了一片。
尽管清军的抵抗非常拼命，但和商家军相比，无论是在人数还是战斗力，都相差有相当一段的距离，因此也被商家军杀得连连后退，不一会儿，缺口就有几处地方被商家军突破了。但这座堡垒也是清军的堡垒群中一个核心的地位，守军有一千五百多人，其中包括一个满州牛录和一个汉军牛录，死守在堡垒里面，商家军的兵力虽多，但无法展开，一时也攻不下这座堡垒。
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