国军三十六师，师长陈端河，下辖二旅四团，共一万余官兵。七十一军是老蒋手上的五大王牌军之一，而三十六师又是七十一军中的绝对主力，可想而知他们的战斗力如何了。再加上当时和九十一师交接阵地时，九十一师把缴获日军的大量重武器转交给了七十一军。
这些重武器里，日式的轻重机枪也就罢了，关键是那几十门七五山炮，宋希濂把这些山炮编组了一个山炮团，放在了富金山主峰阵地上。这里放上一个炮团，既可以封锁山下的叶商公路，又可以支援山腰的防御阵地，并且在树木茂密的山顶上，炮团阵地不易被日军发现，日军从山下很难对炮团阵地发起反击。
从六安到金寨，这一路上于学忠的五十一师沿途利用山丘，河流不断的阻击着日军的二个师团。其实也不是真正的阻击，每一处可利用的地型都设下了阻击阵地，但并不和日军硬顶，总要日军打上一阵炮，然后发起一、二次冲锋后，再向后撤。
这一路上日军的伤亡并不大，每个阵地前也就是倒下十几、二十名士兵，但速度却是龟速，从六安到金寨，几十公里，日军整整走了三天。快到金寨县时，开始兵分二路。筱冢义男的第十师团向叶集方向前进，他们的目标是，攻占叶集后，沿信合公路，向固始县前进。
而藤田进的第三师团则是沿着大别山的山脚，攻击富金山阵地，在占领了富金山后，顺叶商公路进占商城。叶集镇上三十六师只放了一个营，在稍做抵抗后，就放弃了叶集，转回了富金山阵地。日军的第三师团在到达富金山脚下后，摆开了阵式，准备强攻富金山。
守在富金山上的三十六师，沿用了九十一师的三道防线，第一道防线仍然是在山腰上，是环型的用石块垒起来的一米多高石墙，墙上有射击孔，墙后的山壁上有防炮洞。在这道阵地上有一个主力团二千多人在防守。三十六师的整体实力是和九十一师不相上下的，现在三十六师一个整师一万余人都在富金山上，山顶还有一个炮团做火力支援。防守起来，自然比九十一师的一个旅要轻松。
日军的第三师团也是老牌甲种常备师团，攻击力自然不会差，师团才经过整补，不仅全师团重新恢复到了二万八千余人，又刚补充了一批新型火炮，此时也是信心十足。面对着富金山阵地，藤田进派上了步兵第二十九旅团，并且师团的炮兵联队也进入了阵地。
进攻的过程已经是千篇一律，就算第三师团是日军的排名靠前的劲旅，其进攻方式也完全相同，唯一不同的是第三师团的士兵不会一遇到阻击就向后撤，而是顶着守军阵地上的枪林弹雨，硬往上冲，并且用于掩护的炮火，直到目军士兵冲到离守军阵地只有五十米处时，才会向后延伸。
这样的进攻造成的后果就是双方都死伤惨重。日军是一个大队攻上去，然后千余人的一个大队剩不了几个人退回来。守军一个营守在防线上，日军的二次进攻，这个营也就损失的差不多了。之所以三十六师伤亡远大于王海涛手下的几个师，这也是有几个原因在内的。
一是三十六师对自己的保护做的不到位，虽然也同样是有防炮洞，三十六师的官兵进入阵地的时间太早，往往日军刚一进攻，守军就已经进入阵地了。而日军撤下去后，他们忙着救治伤员，清理阵地，没有及时的撤回防炮洞，让官兵们暴露在日军炮火下的时间过长了,此外在阻击日军时,战士们自身的隐蔽也做的不好,身体露出掩体太多,在日军精准的枪法下,伤亡自然会很大。
二是火力分布不如九十军的几个师，三十六师虽然也是德械师，但步枪只是毛瑟单发步枪，机枪也没有集中使用，这样对日军的火力压制做的不到位，在和日军枪战时不懂用神枪手先打击日军中威胁最大的掷弹筒手、轻重机枪手这些兵种。
三是火炮支援的力度不够，三十六师能用来进行炮火支援的只有山顶的炮团，还因为炮弹有限，不敢放开始用，而九十军的几个师里，九十师就不说了，就是九十一师、九十二师，迫击炮也大量的装备到了连、排一级部队。有了连、排级的迫击炮支援，日军的迫击炮和九二步兵炮就不敢太过猖狂。
就算这样，三十六师在一连三天的战斗中，牢牢的守住了第一道防线，并且打出了1:2的伤亡比例，这在国军部队中也是除了王海涛手下部队之外，难得的好成绩了。三天时间，三十六师一个团加在一起就剩下二百余人了。而月军主攻的步兵第二十九旅团，第十八联队基本拼光，整个联队不过还剩下不足五百人！
这个战绩，三十六师师长陈端河自然是满意的，可对于藤田进来说就无法满意了。而第十师团则在固始县前面不远向石佛店强渡淮河支流史河。防守固始县的国军六十一师抵挡不住第十师团的攻击，也没有和第十师团硬拚，凭着小山丘陵边打边退，在固始县城打了二天的阻击后，向富金山方向靠拢了过来。
第十师团算是顺风顺水的攻占了固始县城，但回头一看，第三师团陷入了苦战，三天过去了，不但在富金山阵地上毫无寸进，还损兵折将。做为友军，怎么的也要帮兄弟部队一把，于是筱冢义男马上派出了一个联队，想要从富金山阵地的西北方武集庙进行一次偷袭，然后包抄富金山阵地的侧后方。
这个联队是第三十三步兵旅团的第十联队，由旅团光濑谷启少将亲自带队。第十师团自台儿庄之败后，师团长由矶谷廉介换成了筱冢义男，但濑谷启这位旅团长还在原位。这个联队的前锋第一大队刚刚走到大别山北面的丘陵地带，一处名叫坳口塘的地方时，被八十八师的五二三团打了个伏击，一下丢掉了一半日军的性命。
五百余名日军的阵亡对于一个满员的联队来说，损失并不大，可是台儿庄之战的阴影总在濑谷启少将的心中存在。虽然联队主力仍在，但己成惊弓之鸟的濑谷启旅团长却说什么也不肯继续向富金山阵地前进，第二天就转头退回了固始县城。
藤田进一连攻击了三天，不但未得寸进，还损失了一个联队。为了减少伤亡，藤田进不顾派遣军司令部，不得大规模使用毒气弹的命令，把秘密携带的毒气弹拿了出来。中国军队自从武汉市上次揭露了日军公然冒天下之大不韪，亳无顾忌的大规模使用毒气弹之后，对日军使用毒气弹都有了一定的防范。
虽然国军部队无法配备防毒面具，但土办法还是有的，用湿毛巾对付毒气就是最简单最实用的一种。当藤田进又一次对富金山阵地施放毒气之后，大队人马摸了上来，准备大肆杀戮昏迷的守军，想不到阵地上原本昏迷的国军忽然跃起，被杀戮的对家成了毫无防备的日军。战斗只进行了十来分钟，日军就丢下了上百具尸体，仓皇的向山下逃窜。
这次战斗让藤田进认识到，毒气弹也并非万能，也不一定那么好用，因此也收回了使用毒气弹来大量杀伤守军的心思。没了毒气弹这一法宝，藤田进只有继续让日军的步兵进行强攻，日军的第二十九步兵旅团，换上了一个联队，重新和守军杀在了一起。
接下来的几天，日军飞机也来助战，一时间，富金山阵地硝烟滚滚，烟尘笼罩。三十六师的官兵们在日军飞机、大炮的狂轰乱炸下，死死的钉在阵地上，虽然付出了重大伤亡，但阵地寸土未失。守军抵抗的如此顽强，让藤田进师团长也为之惊叹！
富金山的攻防战己经打到了第八天，三十六师损失超过了五分之三，全师退守最后一道阵地，山顶上的炮团在日军狂轰乱炸之下，也只剩下十几门火炮，炮弹也所剩无已。就算打到这个份上，师长陈端河仍然让部队坚守在阵地上，不轻易放弃一寸阵地。
藤田进的第三师团损失也过半了，步兵第二十九旅团打残，换上了步兵第五旅团。而此时合肥市日军的又一支劲旅第十六师团到达了司令官东久迩宫稔彦王面前。东久迩宫稔彦王司令一看，你这第十六师团来的正好，前面的攻击都不顺利，你这支生力军来了，就赶快前去支援吧！
于是第十六师团一分为二，第十九旅团由师团长藤江惠辅中将亲自率领，前往固始县城，支援第十师团。第十师团不是顺利的拿下了固始县城吗？怎么又要增援呢？这是后面要说的，这里先按下不说。另外的第三十旅团则由旅团长佐佐木一到少将率领，匆匆的赶往富金山支援第三师团。
佐佐木一到少将还是一个很有头脑的日军指挥官，他得知第三师团在富金山阵地正面攻击的很艰难时，并没有一下冲到富金山正面阵地上，而是看中了石门口阵地这处五十一军一一四师和三十六军的接合部。佐佐木一到少将指挥着第三十旅团，对准石门口阵地，发起了猛攻。