美帝二十五師的五個步兵團和獨立步兵七師的兩個坦克連快速向砥辛裡增援，遭到了兵團四十四軍的英勇阻擊，但還是有三十多輛坦克和二千多步兵突破攔截，氣勢洶洶地向雙荊裡陣地撲來。
雙荊裡陣地名義上有三個團，但傷亡都很大，龐立學的三零三團剩下六百多人，王鵬的四零二團剩下不到二百人，張文勝的四零八團兩個營不到七百人。
吳祥森接到兵團副司令董錚的告急電話，他立即命令龐立學做好打阻擊戰的準備，現在徐衛國與柳義章率領部隊在砥辛裡與美軍展開殊死搏鬥，絕不能讓美帝的援軍攻進砥辛裡，雙荊裡至少要阻擊增援之敵一天以上，並命令李朝寅立即率領三零七團跑步增援雙荊裡，四個團總兵力二千多人，統一由龐立學指揮，龐立學向吳祥森軍長立下軍令狀，人在陣地在，堅決阻擊美帝援軍踏進砥辛裡！
2月27日清晨，砥辛裡戰役進入了最後的決戰階段，主要分佈在三個戰場，外圍橫城方向的阻擊戰，由兵團四十四軍的五個團阻擊美軍二十五師及獨立步兵七師；雙荊裡阻擊戰，由七十七軍四個團阻擊美帝援軍三十輛坦克及步兵二千多人；砥辛裡殲滅戰，由七十七軍四個團圍殲美帝步兵二十五團，三個戰場都處於深度地膠着狀態，你中有我，我中有你，廝殺在一起，敵我雙方的大炮與轟炸機暫時失去了轟炸空間。
戰鬥一直打到下午三點，雙荊裡陣地失守，龐立學與張文勝兩位團長壯烈殉國，王鵬與李朝寅兩位團長身負重傷退出戰鬥，四個團二千多人僅剩一百零五人，美帝傷亡八百多人，被毀坦克十二輛。
砥辛裡陣地殺得天昏地暗，獨立團與美軍步兵二十五團的主力在砥辛裡村內的大街小巷打得難分難解，其他三個團以美軍的坦克爲戰鬥目標，十五輛坦克被切割成了十五個小陣地，每輛坦克的周圍是一百多個美國步兵，美國步兵的周圍是三百多箇中國步兵，步兵藉助坦克，坦克藉助坦克掩體，在砥辛裡狹窄的山谷裡展開了廝殺。
雙荊裡的失守，美帝倖存的十八輛坦克揚長而來，每輛坦克得後面跟着幾十名美國步兵，加入到砥辛裡戰鬥，七十七軍炮兵團團長苗青帶着三個營及騎兵大隊的兩個連總共一千多人也加入了戰鬥，把美帝的十八輛坦克團團圍住，又形成了十八個小陣地，敵我雙方把在砥辛裡的所有兵力全部投放了進來，雙方官兵徹底殺紅了眼，滿山遍野都是屍體，鮮血染紅了冰封的山谷。
吳祥森把砥辛裡戰役的實時戰況及時向兵團副司令董錚做了彙報，最後他動情地說，“砥辛裡戰役從2月25日打到現在整整兩天兩夜，總攻就打了六次，各種大小戰鬥三百多次，我軍彈藥基本告罄，這次攻堅戰，敵人空前的頑強，工事空前的堅固，飛機坦克等重武器空前的強大，造成了敵我雙方的傷亡比例極不正常，爲了炸燬美軍的一輛坦克，我軍就要付出較大的代價，砥辛裡的村內全是巷戰，我軍大部兵力施展不開，美軍黑槍無處不在，尤其是縱橫交錯的小巷，敵人加厚加固了牆體，我軍缺少重武器，每前進一步，就會犧牲十幾個戰士，大家都喊我吳瘋子，因爲我打仗不要命，我帶的官兵也是沒有怕死的，如果敵人不再增援，我有信心徹底拿下砥辛裡！如果美帝二十五師、美帝獨立步兵七師全部突破我四十四軍的攔截，我們很可能被美軍反包圍，那樣的話，砥辛裡戰役的後果將是災難性的，所以我向兵團建議今天下午五點天黑後，我軍各團全部撤出戰鬥，砥辛裡戰役失利的責任全部由我吳祥森來承擔！”
董錚也動情地迴應道，“吳軍長，你的建議，兵團已經想到了並且已經向‘志司’做了請示，據可靠情報分析，李奇微親自遙控指揮了砥辛裡戰役，包括砥辛裡所有工事的構築、佈防與具體的戰略戰術都出自這位美國的傳奇將軍之手，李奇微這個人很善於學習，把我軍的一些戰術戰法都研究得很透，確實是一個難纏的對手。你說的沒錯，美帝二十五師與美帝獨立步兵七師明顯是留了後手，李奇微故意在砥辛裡咬住我們，就等着我們繼續增援，他再大舉進兵，進行反包圍，彭總已經看透了李奇微的這些伎倆，通過利弊分析，彭總也同意七十七軍適時退出戰鬥，後撤到牧鹿原進行休整，補充兵員，我志願軍經過砥辛裡一戰，由戰略進攻轉入戰略防禦。吳軍長，說到失利責任，我比你的要大的多，這次戰鬥是兵團發起的，我是這場戰鬥的最高指揮，失利的責任我會向兵團和‘志司’承擔！現在就按你的建議進行，下午五點各部隊正式撤出砥辛裡戰鬥！”
2月27日下午五點，七十七軍各團陸續撤出戰鬥，喧囂了三天兩夜的砥辛裡恢復了平靜，就在這時，砥辛裡的上空突然飄飄灑灑地下起了大雪，戰士們含淚掩埋了戰友們的屍體，棉絮似的雪花覆蓋了中國人民志願軍的幾千名英烈，他們的身軀將長眠在這異國的土地上，但他們的英靈永遠不死，過千山蹚萬水也要回歸那夢繞魂牽的故土，故土才能安放他們不屈的靈魂！
仰望蒼穹，柳義章淚流滿面，砥辛裡之戰是他永遠不能忘卻的痛！他含淚寫下了詩篇《砥辛裡》。
日出東隅河山遠，二月春風未覺暖。
鐵甲銀裝奈若何，縱馬揮刀血未乾。
斜月西旋日色晚，黑雲壓境戰猶酣。
君不見砥辛裡戰火連天，一仗過後意難言。