9日，国 军将日军第106师团分割包围在两处：其一为第106师团主力盘踞的南田铺和雷鸣鼓刘村之间的山沟，以步兵第113联队（3个步兵大队）据守的石堡山阵地为核心阵地，面积只有3至4平方里；其二为青木部队（5个步兵大队）盘踞的万家岭、大小金山、扁担山、田步苏、箭炉苏附近；山地部队（3个步兵大队）盘踞的张古山、长岭、哔叽街附近。
东面战场上，是日凌晨1时，第90师守备狮子崖之田团张、刘两营及韦团之柯营向固守大金山西北高地的日军攻击，得手后向箭炉苏之日军攻击，上午9时，日军飞机一面轰炸中国 军队阵地，一面补充粮弹。即时，第90师挑选奋勇队200人，以田团之两营、韦团之一营，随奋勇队由大金山向箭炉苏东端高地之日军池田联队攻击，以吴团之杨营、张团之黄营、田团之李营向扁担山一带之日军木岛联队攻击。其余守备部队，努力钳制当面之敌，协同友军于下午7时开始总攻击。
攻击开始后不久，第4军主力收复了大金山西南高地和箭炉苏以东高地，另一部则攻击了雷鸣鼓刘，使“师团司令部再次陷入危机中，非战斗人员也全部进行了战斗配置”。在极大的恐慌中，松浦中将命青木旅团放弃一部分现阵地，抽出以两个步兵大队为基干的兵力，向北方攻击前进，火速转向师团司令部附近。战斗中，第4军的前卫突击队曾突至第106师团司令部附近不过百米，因天色太黑，加上自身也伤亡重大，未能及时发觉松浦中将。据战役结束后于9日晚在松树熊附近被俘的日兵中山供认：“几次攻至师团部附近，司令部勤务人员，都全部出动参加战斗，师团长手中也持枪了。如果你们坚决前进100米，师团长就被俘或者切腹了。”未能生擒松浦淳六郎，成为此次会战中最大的遗憾。
北面阵地上，第66军第159师第952团范营于午后1点越过松树熊村西侧高地，第950团也同时推进到杨家坂以南地区，彼此取得联系后，从东南两方面并进，协力夹攻。傍晚6点攻占聂村北端高地。
在南面战场上，第74军第58师选突击队200人，担任箭炉苏方面的突击；第51师挑选突击队400人，担任张古山方面的突击。清晨6点，第58师突击队开始攻击，经6个小时的战斗，占领箭炉苏；清晨8点，第58师突击队开始攻击，经4个小时的战斗，占领张古山。下午1点，两突击队合力攻击哔叽街。日军步兵第147联队凭此街东南小庙附近强固工事负隅顽抗，攻击没有进展。
青木诚一少将接到师团司令部的命令后，命令步兵第123联队联队长木岛袈裟吉大佐指挥盘踞在万家岭、田步苏一线的木岛联队主力和町田大队立即放弃现阵地向北攻击前进，转向师团司令部附近。该联队接到命令后，立即攻击前进，击退了第66军的阻击部队后，向雷鸣鼓刘转移，第66军趁势收复了万家岭、田步苏。
10日凌晨，木岛部队从石堡山附近退到雷鸣鼓刘，极大地加强了这里的战斗力量。中国 军队从此失去了攻击雷鸣鼓刘村的大好战机。
天亮以后，日军木岛部队在飞机的直接支援下，从雷鸣鼓刘向北发起反击，妄图收复失去的石堡山阵地，激战到傍晚没有取得进展。
11日，青木部队主力也转移到雷鸣鼓刘。这样，日军第106师团仍被分割成相距较远的2个部分，师团主力（包括青木部队）退守雷鸣鼓刘、石马坑刘、桶汉傅、松树熊等不到5平方公里的地区内固守待援；步兵第147联队退守哔叽街、张古山、长岭一带。
青木部队主力转移途中，中国 军队第102师官兵看到日军残部两千多人向西败退。这时清理战场，发现青木部队原阵地上焚尸遗弃阵地的有两百多人。另外，第102师俘虏日军数人，夺获步枪30余支，轻重机枪各数挺，马30余匹。
12日，伤亡也很重大的66军和74军向日军残部攻击数次，由于日军依仗空投粮食弹药，并缩小了防御正面，因此火力并未有太多减弱，这一最后的攻击未能奏效。
此时，东进增援的日军第102旅团则集中全力向守军阵地进攻。于是薛岳变更部署，命令第4军退守永丰桥、狮子岩之线，第66军退守乌龟山，柘林之线，第19师的第51旅占领水南岸的沙田港、荡家铺之线，第74军、第187师一部、第415旅、新编第13师、第60师、预备第6师、第142师仍固守狮子岩、城门山、猪头山、河浒之线，并继续向被围日军实施重点进攻。这样，第106师团虽还在包围圈中，但国 军只能以小部队骚扰，日军也无力反击。
10月13日以后，日军增援的第17师团的步兵团已到达武开路，与第102旅团会合，并肩向第18军副军长陈沛指挥的第60师、预备第6师等阻击部队阵地猛攻。为阻止日军东进，守军又增调第142师、第91师及第187师投入战斗，进行反复、激烈的争夺。薛岳因进攻已无进展，而阻击部队及进攻部队的伤亡都极其惨重，而且第66军和第4军已经转移到新的阵地，于是下令撤出战斗，全军退守永丰桥、郭背山、柘林一线。国 军对第106师团的围攻作战到此结束。
虽然国 军已经撤走，但日军第106师团仍在原地不敢轻举妄动，到10月17日才与铃木支队在张古山附近会合。
两支日军会合后，由于松浦中将害怕铃木支队的官兵看了万家岭出现的惨状会严重打击他们的士气，就向铃木支队长发电，要求由第106师团自行打扫战场，而且甚至没有让铃木支队的官兵进入万家岭地区。第106师团在连遭两次歼灭性打击之后已失去进攻能力，即在南浔路北段地区担任守备任务，进行休整补充，原定与第101师团进攻南昌的任务被迫取消。
第106师团士兵主要来自日本南九州地区，这里民风历来好勇尚武。当他们被中国 军队包围在万家岭地区的时候，南九州人刚毅、凶悍、争强好斗的性格立刻被激发出来，求生欲 望使他们作困兽之斗，表现出了很强的内聚力和奋勇精神。而且第106师团官兵经过彭泽、九江以及南浔路等战役的磨练，已有了战场经验，其战斗素质有所提高。
这样，虽然中国 军队包围攻击第106师团“德安迂回部队”达两周之久，但却在其拼死奋战下没能被歼灭，最后被迫于10月13日撤围。应该说，第106师团战斗意志是极高的，其被优势的中国 军队重重包围达两周，居然能坚持下来，能够做到这一点是极不容易的。
这时，由于后方联络线被中国 军队切断，日军第106师团处境已十分困难，弹药、粮食和药品均极端缺乏，只能从地上捡拾任何可以食用的东西，放在钢盔中用木棍捣啐后充饥。
受困于万家岭地区的第106师团完全依靠空投补给。日军菅原飞行团和海军航空部队配合，自10月11日到10月14日出动了全部力量，昼夜不停地向万家岭地区空投补给，共计出动了约达930架次，空投补给物资达65吨370公斤（其中粮食55吨）。对此大感惊讶的中国官兵后来回忆日军甚至还空降了补充人员。但由于双方阵地犬牙交错，物资常常落在两军阵地之间，于是双方又展开了争夺物资的战斗，日军因此战死者不在少数。大部分日军的军服此时都破烂不堪，不得不从中国兵尸体上扒衣服穿。日本官兵中，大部分都同时受着创伤、痢疾和营养失调三种苦难，许多士兵都由于伤病恶化而死去，也有些士兵走着走着就突然倒地没有了气息。精神病患者和自杀者也不断出现。在埋葬死者时，由于士兵们的体力严重衰弱，挖出的坑很浅，以至于有些尸体的头和胸部在土里，而腐烂的脚却露了出来。同时，由于战场上枪炮弹横飞，日军来不及修建厕所，加上大部分官兵都患上了痢疾，就随地大小便。这样，尸臭、粪臭交织在一起形成的恶臭，不仅地上的人能闻到，甚至飞来空投物质的日机飞行员在空中都闻到了这种异臭。
此战中幸存下来的日军辎重兵第106联队士兵那须良辅在战后仍然心有余悸地回忆道：“战友们大部都受伤，也有些因为饥饿和疲惫而倒下来。死在水沟的战友们，他们的脸色都变成茶色而浮肿，白花花的蛆虫从他们的鼻孔和嘴巴掉下来。一连几天都没吃东西，只能从漂浮着同伴尸体的水沟里舀脏水喝，活着的人也都快变成了鬼。我也觉得我的死期到了。对着十月的月亮，我放声大哭。”
日本《熊本兵团战史》第251页记载，第106师团自出征以来至1938年11月底战死3321名，战伤4085名，入院9905名。而同书第300页则记载，截止到1939年6月，第106师团战死、战病死人数为4921名。
第106师团在万家岭战役期间战死的少佐以上军官有：步兵第147联队第1大队长河井丰少佐、野炮兵第106联队第2大队长海老原毅少佐、步兵第145联队第1大队长寺川完少佐、第106师团参谋成富政一中佐。步兵第147联队第2大队长梅田治助少佐则于万家岭战役以后的10月24日伤重不治而亡。
日本陆军第106师团少尉后藤武夫所作的军歌《德安迂回战之歌》：
“弹尽粮绝无奈何，拿起钢盔来舂米，忍过几十饥饿日，击破重围斗顽敌，坚定眼神泛光辉。激战夜半降星坠，战友英灵不忍惜，雷鸣鼓刘脱身去，东方拂晓现晨曦，军旗凌空天下白。”
所谓的“德安迂回战”在中方战史资料中被称之为“万家岭大捷”，这是中国 军队与日军正面交锋中所赢得的为数不多的战术胜利之一。对此，这首《德安迂回战之歌》也没有回避。这首军歌道尽了那些来自日本第一零六师团的上万官兵于濒临绝境时的惶恐不安与死里逃生后的复杂心境。
