占领潮安县城之后，日军以三个步兵大队与一个山炮中队防卫潮安县城（毛利大队、龟井大队、田中久大队），第132旅团长则亲自率领主力部队驻扎在汕头。潮安日军以田中久大队在城外构筑阵地，拱卫城防工事，龟井大队在笔架山、景山、葫芦山到竹竿山建立了一道防线，担任警备司令的毛利大佐则率领自己的大队在以开元寺警备司令部为中心的几个坚固据点布防。
第155师师长罗策群少将在部署守军退出潮安县城之前就已经制定了非常详细、周密的反攻计划。6月28日，游弋在汕头外海的庞大日本舰队全部返回广州基地，接到情报部门的报告之后，第155师随即展开围歼潮安县城日军的行动。
为了确保围歼成功，罗策群在潮安县城的外围集中了第155师的两个步兵团、广东保安第三、第四、第五团，合计五个步兵团，总兵力为一万两千余人，其中还不包括师部直属的炮兵团等部，另外，活动在潮汕地区的第十纵队和第155师的一个团进出潮安至汕头之间的公路，阻击日军可能的增援。其中，第155师第一团作为主攻部队，由南门突入市区，保安第五团负责掩护其侧翼安全；第二团分别攻击笔架山河竹竿山，以牵制日军增援；保安第三团和第四团则分别在西门和东门布防，切断日军的退路。
6月30日午夜零时，中国军队全线出击，在迅猛的炮火急袭中展开攻势。
经过长达十五分钟的炮火准备之后，田中久大队在南门外的据点和工事在重型榴弹炮的猛烈轰击下尽数被摧毁，只有少数坚固的暗堡保留下来。田中久从炮火密度和强度中推断，中国军队的兵力应该在师级规模，远远超过潮安守军的总合，于是当攻击部队发起攻击不久就很聪明地放弃了城郊的次要据点，集中兵力退守南门，与此同时，驻守在笔架山的一个中队也撤到东门以避免遭第二团的优势兵力围歼。
日军的反应虽然出乎预料，但是丝毫没有影响到第155师展开攻势，第一团和第二团迅速推进到南门和东门下，日军则集中了六个中队的兵力在此防守，妄图依托坚固的城墙负隅顽抗。然而，日军没想到的是，中国军队在撤离潮安县城之前，偷偷地在城门楼的石板下面埋下数百公斤炸药！攻击部队在追击到距离城墙五百米外的地方停了下来，静静地等待炮兵引爆埋藏的炸药。
几分钟之后，数十发炮弹接二连三地落了下来，大部分落在城墙的两侧，但是其中还是有三发炮弹准确地落在城墙上面，引爆了炸药，于是在此起彼伏的炮弹爆炸声中，响起一声惊天动地的巨响，整个潮安县城都剧烈的晃动起来，大块的泥土和碎石从各种建筑物的表面脱落下来，紧接着，南门高大的城楼变成一个巨大的火球，炸裂的砖头、石块和日军士兵的肢体被爆炸掀起的气浪甩出数十米远，硝烟散尽之后，原来城楼的位置出现一段二十多米长的缺口，坍塌的墙体堆积成一道两三米高的瓦砾堆。
城外顿时爆发出震耳欲聋的欢呼声，密集的机枪子弹随即开始猛烈扫射城墙上面刚刚恢复神智的日军士兵，攻击部队立即投入一个营的兵力，向缺口冲去，同时，炮兵开始向延伸射击，全力压制日军的炮火。
幸存下来的数百名日军士兵手脚并用，从瓦砾堆底下爬出来，然后就地寻找掩蔽物，居高临下疯狂射击，妄图阻击中国军队接近。
凌晨2点20分，第三营越过日军机枪火力的封锁线，迅速逼近到城墙下，然后连续投掷大量的手榴弹，把隐蔽在废墟当中的日军炸得人仰马翻，乘机突入南门，全营随即蜂拥而入，紧接着，后续部队也全速跟进，与残余日军在市区展开激烈的巷战。与此同时，第二团的攻击也进行得异常顺利，经过短促的战斗之后，迅速击溃了竹竿山日军一个中队，然后向葫芦山攻击前进。
就在第155师主力全线展开之前的两个小时，第三团主力和第十纵队（两千余人）接着夜色的掩护悄悄推进到庵埠外围，忙碌而有条不紊地进行攻击前的准备工作，与此同时，在从小镇中间穿过的一条名叫意溪的小溪上游，五名突击队员身背五公斤重的竹制火油筒，悄无声息地下到水中，然后笔直地顺流而下。
日军为了保障潮安和汕头之间的陆路联系，在咽喉要道庵埠驻扎了一个步兵大队和一个炮兵小队。由于日军在公路的两侧都构筑了比较坚固的工事，这里距离汕头又非常近，如果不能迅速击溃敌人的话，就会陷入苦战之中，等到天亮之后，日军轰炸机出动，攻守之势就会发生根本的变化。
意溪在进入庵埠之前的一段刚好在潮汕公路的左侧，与公路并行，两者之间的距离只有几十米，所以日军左侧阵地都构筑在溪水的另外一侧，为了方便联系，日军特意在小溪上面建起一座两米宽的浮桥。
十几分钟之后，突击队员发现前面的河道上面出现一道淡淡的黑影，在朦胧的月色映照下不停地晃动着——浮桥到了！
这时候，两名日军哨兵正蹲在桥头竹子搭建的瞭望台里面向四周巡视，但是却丝毫没有想到攻击会从水里面发起。
游到浮桥下面之后，突击队员立即翻身上桥，迅速把火油倾倒在桥面上，接着，四名队员再次潜入水中，留在桥上的突击队长则取出重重包裹着的火柴，在竹子上面划着。
桥面上的一点火光马上被日军哨兵注意到，立即高声喝问起来，同时拉动枪栓，准备射击。可是还没等他们把枪举起来，一条火龙就从桥中间急速向两头扩散开去，与此同时，一个黑影从桥面上飞身跃入河水，然后消失的无影无踪。
睡梦中的日军士兵刚刚被哨兵“兵乒乒乓乓”的枪声惊醒，没等他们跑出营房，十几发炮弹就已经落在阵地上——浮桥上的火光就是发起攻击的信号。
短短十几分钟的时间内，连续三十多发150毫米重型步兵炮弹准确地落在日军炮兵阵地，把炮兵阵地轰的天翻地覆，两门70毫米步兵炮和十几门迫击炮全部被摧毁，这样一来，日军在接下来的战斗中就完全失去了炮兵的支援。
攻击部队在漆黑的夜色中展开攻击队形，然后连续发射大量的照明弹，把日军阵地照耀得如同白昼一样，四个步兵连在轻重机枪和炮火的掩护下，向单独割裂出来的日军两个中队发起猛攻。
日军阵地在各种口径大炮的持续轰击下已经被摧毁殆尽，人员的损失也非常严重，最后，当数百名中国士兵突入日军阵地的时候，只有两百多名日军冲出来迎战。日军虽然打得异常顽强，但是在兵力和火力都占压倒性优势的中国军队面前被打得连连后退，不断有人被击毙在阵地上，最后，仅存的一百多名日军被驱逐到小溪的旁边背水一战，最后，只有三十多名日军泅水逃到对岸，才免于一死，其余的人全部被击毙在河滩上。
解决了左翼的日军之后，攻击部队立即通过上游的几道桥梁推进到对岸，用迅猛的攻击击溃了日军的防守，将其驱逐出庵埠。随后，中国军队连夜构筑工事，准备阻击汕头方向的日军。
7月1日早晨六点整，第155师已经相继攻克南门、东门和西门，并包围开元警备司令部周围的几个据点，毛利大队的残部盘踞在几座高楼里面负隅顽抗，而其余的日军则向景山集结，准备依靠有利地形苟延残喘，等待汕头守军的增援。
攻击部队采用了爆破作业的形式，一个个拔除日军的坚固据点，在炸药包和集束手榴弹、枪榴弹的持续攻击下，看似坚固无比的楼房轰然倒塌，里面的日军被炸得尸骨无存，在一个小时的时间内肃清了寺庙周围的据点。最后，攻击部队集中了八门重型榴弹炮，对日军警备司令部进行覆盖射击，用数十颗炮弹把开元寺夷为平地，毛利大佐和百余名日军全部被炸死在里面。
随后，罗策群集中了两个团的兵力，在重炮的掩护下连续突击日军据守的景山，经过十几次冲锋之后，把守军的弹药全部消耗掉，最后，打光了最后一颗子弹的日军挺着刺刀，哇哇怪叫着冲下山坡，被中国军队用机枪点了名，至此，潮安县城重新回到了中国军队的手中。
后藤旅团长接到毛利大佐的告急电报之后，连夜集结部队，直到凌晨五点半钟才纠集到两个步兵中队，这时候，前线又传过来庵埠失守的消息，他立刻意识到潮安的守军已经没有机会生还了。不过，他还是率领援军紧急出动，在八辆坦克的掩护下向庵埠攻击前进，与此同时，两个中队的士兵乘坐汽艇从水路出发，直插庵埠后侧。
早晨八点半钟，后藤旅团长正在指挥部队猛攻庵埠，却接到了毛利大佐的最后一封电报，知道自己的行动已经于事无补，只好停止攻击，回师汕头。
