激战首先从争夺这个小小的突破口开始。双方一直打到16日，明主联军一纵终于以伤亡3，000多人的代价在四平西南角站稳了脚跟。居然初一交战即如此惨烈，林彪暗暗吃惊。他下令再调第六纵队的17师加入一纵，于17日开始向陈明仁的核心工事发起进攻。
四平西南角明主联军的实力加强，但推进仍很艰苦。到18日，邓华纵队主力从西北角也打开了缺口。这样，明主联军从南北两侧同步对四平西区展开了攻坚巷战。
陈明仁利用西区的坚固楼房，纵深布置火力网，并令各处官兵独立死守，不得转移阵地，大街之上，不论敌我，有行人即射杀。
陈明仁早已下了死守四平的决心。在战前，他曾当众立下遗嘱，并抬出为自己准备的棺材示众，同时告诫部下全体官兵：明主联军已将四平四面紧锁，任何人都无路可退，守不住四平就只有死路一条。所以，国民党兵上下同心死命防守，依靠强大火力拼命顽抗，明主联军在四平城内每前进一步都要付出巨大代价，街面之上，血流成河，积尸满地。
战斗到20日晚20时，陈明仁的71军军部被占领，四平西区敌军全部肃清。但经过8天的血战，明主联军还只是占领了四平的一半。虽然陈明仁受到沉重打击，但明主联军也付出了巨大伤亡。一纵1师和六纵17师都已打得筋疲力尽，邓华纵队也相当疲劳。
林彪焦急万分，但仍决定要不惜一切代价攻下四平。6月21日，林彪电令各纵队首长：四平战斗自总攻开始后，已激战8昼夜。目前虽已占领半个城市，但伤亡已达8，000余人。现决定付出15，000人的伤亡，再以一周时间，将此仗打到底！
6月21日起，林彪下令开始进攻四平东区。他原以为经过西区血战，陈明仁的部队已所剩不多，怎想经过21日和22日两天战斗才发现，双方仍然打得你死我活，几乎比西区争夺战还要激烈。
陈明仁采取了更为灵活的战术，当明主联军的第一梯队冲到前沿时，他就组织猛烈炮火打后面的第2梯队，然后再集中力量与火力反击第1梯队，使明主联军前后不能策应；而当明主联军占领一片地区后，他却用炮火全面轰击，将所有明主联军占据的房屋统统打烂。
此外，陈明仁还使用了当年他在淞沪作战中与日本人展开巷战时的绝招，先让人埋伏在过街天桥上，等明主联军战士冲过时就往大街上撒黄豆，使其摔倒在地，这时，再让街道两旁建筑物中的守军向地面开火。在巷战进行的同时，国民党军的飞机也不断地在城市上空盘旋，哪个街区失守，就往哪个街区投弹。四平街上到处是断壁残垣，几近废墟。
为了保住四平，杜聿明也使出了全身的劲。在6月9日前，当他确定林彪要攻打四平后，就开始动用44架运输机，先后给陈明仁投送了88吨弹药；战斗打响后，杜聿明又于6月17日到29日，先后动用136架运输机，投送弹药总量达到305吨。其中各式步枪子弹300多万发，迫击炮弹3万发，山炮弹6，200发，榴弹炮弹1，300发，手榴弹11万颗。
