21联队经过苦战终于和昆仑关守军汇合。得到补充的日军开始疯狂反扑，昆仑关阵地再次进入残酷的拉锯战。
今村津还派出几路援军增援昆仑关，但均被我阻援部队顽强拦截。日军中村正雄少将旅团长还被我炮火炸成重伤不治死亡。
在昆仑关的战斗仍旧惨烈，其中以界首阵地的争夺战最为残酷。界首是日军最坚固的据点，上两层下一层碉堡，构成交叉火力，此前中国军队连续多日攻击均没有奏效，反而损失甚大。
1939年12月28日夜晚，中国军队对界首高地发动了总攻击。
在炮火掩护下，敢死队的士兵们手里拿着大刀，身上绑着手榴弹扑向了高地，他们凭借着火力支援，爆破日军掩体工事；一些战士拉燃手榴弹直接冲进了日军的山洞里、坑道里深处与日军同归于尽。
在我军敢死队的爆破攻势下，日军界首高地大多数火力点被摧毁。
第200师乘势发动了最猛烈的攻击，日军也派出了反击部队进行凶狠反击！如此反复冲击反冲击，在界首高地多次爆发双方激烈的肉搏战。
激战至次日白天，我军终于肃清界首上残余日军，控制住界首阵地。
攻克界首高地以后，日军步兵21旅团被国军完全包围在昆仑关。
已是困兽的21旅团仍旧继续顽抗，dàn • yào 打光之后就削制竹刀竹枪继续做垂死挣扎。而中国军队也继续不计牺牲地猛攻。
残酷的拉锯战一直持续到1940年1月3日，21旅团除少数士兵逃出包围圈外基本被全歼。
昆仑关一战，日军步兵21旅团旅团长中村正雄（死后追赠中将）被击毙，代理旅团长步兵第42联队长坂田元一大佐自杀，伍长以上下级军官也阵亡了85%以上，阵亡士兵4000多人。
而中国军队牺牲也极大，单第5军即伤亡达15000多人。
日军战史感叹：这是中国事变以来，陆军最为暗淡的年代！
昆仑关战斗中国军队浴血奋战，以极大的牺牲重创了日军第5师团，其意义并不仅仅在于昆仑关一地的收复，更在于从精神上挫败了日军士兵的士气。
被我军击毙的中村正雄生前写道“第5师第21旅团之所以在日俄战争中有‘钢军’称号，那是因为我们的顽强战胜了俄国人的顽强。但是，在昆仑关我应该承认，我遇到了一支比俄国军队更顽强的军队。”
杜聿明在战后为牺牲烈士撰写的碑文情深意切地写道，“当其猛烈争夺之际，敌则配合空军强行增援，负隅顽抗，无懈可击，我则万众一心，前仆后继，不辞攀跻之艰，不畏壁垒市固，炮火交炽于山林，血肉横飞于林麓。攻坚之苦、牺牲之烈，殆兴军以来所罕有。而攻坚克险，实开抗战之先河。”
1946年，为纪念昆仑关战役，当地军民在山上修建了纪念塔，同时还为被击毙的中村正雄立了一块碑，上面写着“昆仑关战役阵亡日本第五师团少将中村正雄之墓。”40年后，中村正雄的家人来到昆仑关，在祭扫了中村正雄墓后中村的家人对中国的宽仁大度表示感谢，为中国的树碑之举表示感激。