交火仅两个小时左右，我军即打退敌人多次冲锋。近中午十二时，在一、二连接合部，又与敌人展开激烈的争夺战。从无极、安平、饶阳等地赶来增援的敌人，气势汹汹地叫着蜂拥而上。我们的战士则严格遵守三不打的命令，即敌人不到五十米以内不打，不是成群敌人不打手榴弹，不发动集团冲锋不用机枪打。沉着应战，充分发挥近战的威力。到下午两点，已打死打伤敌人八百余名。
下午三点多钟，敌人将进攻的重点转移到南宋庄。我军顽强抗击，打退敌人多次进攻。但因兵力较弱，敌人攻进南宋庄，我晋深极大队向南突围出去，警备旅所属部队退至北宋庄。于是敌人对北宋庄的包围圈逐渐缩小起来。
战斗进行了九个小时，北宋庄村边的工事在敌人炮火轰击下，大部分被击坏，不少战士是几次从被埋的土里爬出来又继续战斗。敌人的援兵还在不断地从四面八方车运到宋庄，兵力已有两千五百多人，使用的各种口径的炮就有数十门，掷弹筒几十个，轻重机枪百余挺，还有瓦斯筒等。敌人想凭借南宋庄一举攻克北宋庄。
下午七时左右，敌人发起最猛烈的进攻。枪炮同时射击，九十发各种炮弹同时炸响。北宋庄村里、村边硝烟弥漫，弹片横飞，砖头瓦片腾空而起。我军指挥所也随之频频颤动，情况严重。因为炎热和干渴，许多人嘴唇都裂了一道道血口。许多群众冒着敌人的炮火，给隐蔽部的伤员端水送饭。
在战斗最激烈的时候，县、区武装和民兵，尤其是女民兵更不示弱，从始至终同主力部队并肩作战。
天快黑了，各连阵地几次三番争夺。疲惫干渴的敌人几次到井边推水车，都被打退，水没喝上，还白搭上十几条性命。多次爬上墙头的敌人，都被我战士刺刀捅了下去。为了在天黑前有所建树，敌人还在从各处调兵。深泽据点的敌人几乎倾巢出动。但锐气已大减，一个小队长看到伤亡惨重的情况，失去了再次冲锋的信心和勇气，迟疑不前，以致被他的上级枪毙。其余的也都是在指挥刀的威逼下向前冲，但一到长官看不到的地方，就把子弹埋在土里往回跑。还有的在下级军官的默许下，干脆把子弹埋在道沟里，以免再次冲锋。
至天黑前，我军共打退敌人近四十次进攻。
晚上八点，左叶和贺明召集各级指挥员、政治工作人员及县区领导，讨论布置突围。突围的时间定在零点四十分。突围后，以两个“起花”为号，第一个集合点为西内堡，第二个集合点为东内堡，最后会合到定县的赵庄。将伤员抬进地道里，留下医护人员及药品和足够的给养，封闭地道口，做为伪装。
敌人还在盲目打炮，并围着村子点起篝火。零点四十分，我部队、区县武装、民兵群众从村东北角的墙缺口向西北方向突围。当我大部分人马已经突围出去，这时敌人才发觉。我到达东内堡的部队，按预定信号，点燃起了“起花”。不久，最后突出包围圈的部队，也点燃起了报信的“起花”。
敌人以为夜间突围的不过是八路军的小股部队，主力仍被包围在村中。六月十日天一亮，敌人对宋庄又发动了进攻，按正规战法，先做火力准备，经过长时间炮击后，统一指挥，举行大规模集团冲锋。从保定增援来的八百多名敌人也赶到参战。敌人从四面八方向村里进攻，主力则从村东向西夹攻。打到十一点，才发现是自己打自己，村子是空的。于是敌人气急败坏，放火烧了村中的房子。最后拉着一车车尸体走了。
宋庄战斗打死打伤日伪军一千二百余人，其中打死日军六百多人，伤三百余人，打死打伤伪军二百余人。这次战斗，我阵亡三十二人，伤四十一人。我在战斗中，共消耗手榴弹二千一百三十余颗，步枪子弹仅千余发。这主要是因为以手榴弹与刺刀打近战，子弹消耗较少。
宋庄战斗后不久，敌人召开了坂本旅团长及阵亡将士追悼会，会上宣布，日军伤亡九百六十人，并说歼灭冀中主力兵团三千人——这真是弥天大谎。
宋庄战斗，对附近敌人是一个沉重打击。马堡日军一个中队长，曾带着他的部队参加攻打宋庄，回去时，一个中队只剩下二十八人，他自己由于精神上的恐惧而自杀，有七个士兵在向东方膜拜后自杀。定县子位炮楼日军的一个小队参加了宋庄包围战，回去的几个士兵竟互相埋怨而火拼。据说，还有一部分从南洋战场调回来不久的日军，参加了这次战斗后叹气说：从来没有打过这样苦的仗，一个村庄的争夺战，“皇军”竟损失了这么多人，真不值得。
十一日，二十二团到达北冶庄头，一部分人回宋庄挖开地道口将伤员、医护人员接出来，并找到在突围时仓促掩埋的连长吴浚池等人的遗体，重新安葬。
宋庄战斗的影响极为深远。那一次修筑防御工事，创造了新的经验，把散兵孔挖在墙下面，墙内外各一半，墙里的半边孔用砖垒边，盖板覆土。敌人炮击时，战士们就到散兵孔的墙内一侧躲避；敌人冲锋时，他们就到散兵孔的墙外一侧阻击。程子华同志常常说起，解放战争中，他指挥著名的塔山阻击战时，就运用了二十二团在宋庄构筑工事和作战的经验。蒋介石先后调了十多个师增援锦州，甚至将以拼搏著称的广东军队九十五师调来，但是伤亡惨重，始终没有越过塔山一步，保证了东北野战军主力攻克了锦州。