一九三八年九月二十七日，日军两路夹击田家镇的部队会合了。今村胜次集中起四千多兵力向中国守军的主阵地发起攻势。星家山阵地中国守军团长负重伤，营长伤一人亡一人，官兵突围而出的仅四十余人。

日军继而连续突破中国守军第九师的胡家山、鸭掌庙阵地和第五十七师的乌龟山、下郑一线阵地。同时，日军海军第十一战队在盘塘附近成功登陆，开始沿江岸向田家镇要塞的象山炮台进攻。

田家镇要塞已被日军三面包围。

二十八日，日军陆、海、空军协同猛攻田家镇核心阵地。海军陆战队集中了上百门火炮，空军出动战机达八十余架，田家镇核心阵地落下两千多发炮弹，中国守军的所有工事都被摧毁。激战延续到下午，要塞制高点玉屏山被日军攻占。

二十八日晚李延年下达放弃田家镇要塞的命令。

二十九日十一时三十分，田家镇要塞陷落。

田家镇要塞防御作战持续十五天，中国军队为此付出了巨大代价，但同时也给日军极大的打击。日军第六师团九月三十日电报：“截止，战死二百八十四名（内将校七），负伤八百六十名（内将校十五），合计一千一百五十名；预料还要增加。”

关于田家镇要塞失守的原因，要塞守备司令杨宗鼎给军事委员会的报告中写道：

一、本区外围守备军（第九师、第五十七师）因伤亡过重，被敌强力压迫，与核心守军失去联系，敌得任意攻击核心阵地。

二、工事未得全部完成。宗鼎于七月九日兼任田塞司令职，当时接收永久工事计二十个，野战工事全未动工，当即区分工段严饬日夜赶筑野战工事，于八月下旬将对武穴方面主阵地各线完成并同时完成对江面之工事。九月初旬开始构筑对北面及西北面山上之工事，其正面宽约七千公尺，全线均为岩石（永久工事仅有五个），施工困难又兼材料缺乏，迄剧战时，工事仍未得完成。

三、地区的守备兵力不足。查本核心阵地对武穴方面右自上公大堤起，左至后壁山（不含）止，其正面宽约三千公尺；对江方面右自冯家山西端起，经盘塘沿大堤，左至上公附近止，其正面宽约六千公尺；对北及西北方面右自郭家冲东口起，经黄谷脑、立儿脑、阳城山、杨树坪至冯家山西端止，其正面宽约九千公尺；共计四周正面宽约一万八千公尺。如择要配置，以每营担任三千公尺正面计算，亦须六营守兵方敷分配，而当时核心尚不足三菅，曾一再请求增加迄未办到，卒以守备力薄无人，一被突破遂致无法维持。

四、对江面封锁无力。因备炮被敌机炸毁（因七五高射炮调走），轻榴弹炮、野炮调走，南岸失守，以至于敌舰上驶与其扫雷工作无力制止，敌可在其飞机炮火掩护下任意扫雷，随地登陆。