张灵甫指挥500余人的敢死队，利用炮兵掩护，在灌木丛中接近日军，日军刚刚发现有人接近，跃出战壕准备迎战，突然中国敢死队打开手电，黑夜中日军被强光刺眼一时来不及反应，随即国军机枪扫来，日军纷纷倒下，死伤狼藉。

张古山上的日军鬼冢大队经过连日血战，实力已经非常虚弱了，无力抵挡国军的强攻。当晚鬼冢义淳给147联队联队长的报告这样写道：

一、山上未受伤的士兵只有十几名。尸横遍野。

二、伤兵为了鬼冢部队的名誉，一个都没有退下战线。

三、还剩重机枪一挺。

四、在山上竭尽全力，这是最后的战斗，山上不要援兵但是希望能够从中国军队背后派遣重机枪部队进行攻击。

万家岭包围圈中做饭的日军106师团147联队士兵

这份报告真实说明了日军当时的惨重损失，一个800余人的大队，在几天血战后只剩几十人。147联队园田联队长赶紧让少尉率领联队最后的预备队增援，和中国军队展开了惨烈的拉锯战，双方反复争夺阵地，当晚张古山易手达五次之多。但是最终张古山还是被中国军队彻底攻克。

日军战史《乡土部队奋战史》如此描述这场血战：“茂密的树林在两军激烈的炮火攻击下灰飞烟灭，变成了光秃秃的山，两军士兵的尸体漫山遍野。实在是非常艰苦的战斗。这是德安迂回战中出现的最大死伤人数。”

逝去的战士

日军147联队第一大队除了十几人逃脱，其余几乎全被中国军队消灭。而51师的损失是空前的，306团团长常孝德、301团团长张汉铎、302团团长林秀峰负伤，加上之前负伤的唐生海团长和阵亡的于清祥团长，51师参战4个团，伤亡5个团长，而根据战后74军军长俞济时的状况报告，51师伤亡3000余人。

在张古山附近的血战中，中日两军都付出了非常惨重的损失。由于10月8日正好是中秋节，147联队联队长园田良夫回到日本后，友人赠送他两句诗：“张古山天一轮圆，千秋万古照忠魂。”更是说明日军在张古山上惨重的损失。

根据日军战史《熊本兵团战史》，日军106师团在武汉会战期间共计死伤17311人，其中大多数都是在万家岭战役中损失的。可以说，正是有了张古山的胜利，才有了万家岭的大捷。