双方对重机枪展开了激烈的争夺。李福泽带领1连战士，巧妙地利用地形，避开敌人火力，迅速接近了山头上的敌人。
经过1个小时的激战，1支队重新夺回了五井镇的制高点——莲花山，只有少数日军突出包围仓皇逃至莲花山北的坟地中。
傍晚，为了全歼来犯日军，钱钧下达了总攻的命令，参战部队一齐向松林坟地压去。正巧胶东通讯营从此地路过，也加入了战斗。经过20分钟的激战，退缩在坟地的日军全部被歼。
至此，历时17个小时的五井战斗胜利结束。此战共击毙日军30余名，伪军40余名，俘伤敌120余名；缴获迫击炮2门、重机枪1挺、轻机枪3挺，还有三八大盖步枪等30余支和一批手榴弹及子弹。
战后查明：日军中队长木莫、小队长岩井和石日在这次战斗中毙命。
五井战斗的胜利极大地鼓舞了广大抗日军民的抗战士气，《大众日报》于1939年11月3日发表了题为《庆祝临朐大胜利》的社论，赞誉五井之战“是一个伟大的胜利”，是“山东抗日两年来的最模范的胜利战斗”。