此時，劉向輝已到到了海灘陣地，進行統一指揮，登上塞班島的部隊，已經達到了三萬人，分別是二十五集團軍的新五軍第一師，新九軍第六師一團、二團，以及新十軍的八師三團，集團軍下轄的特務團。
之所以如此分派軍隊，是因為李學坤想讓所有的部隊都得到戰火的考驗，而將二十五集團軍的主力新五軍一個師派到戰場上，也可以保證戰斗的順利進行。
隨后，中國軍隊繼續發展進攻，一師攻至南部的馬基奇思海灘，第六師的一個團輕而易舉奪下了最大的機場——阿斯利洛機場，一天后，米國人的戰斗機開始進駐該機場。
因為日軍已在收縮防線，齋藤已經放棄機場將守軍撤到了納富坦角，準備持久防御。深夜，日軍從塞班島西海岸中部的塔那巴戈港出動13艘駁船，運載一支部隊，企圖實施反登陸，但在半路上就被美軍驅逐艦發現，隨即被消滅。
此時的齋藤，在經過了一連串的失敗打擊之后，終于最最開始的狂暴中清醒了過來，他意識到由于雙方實力相差懸殊，反擊已不可能有什么作用，轉而重新調整部署，依托島上最高峰塔波喬峰組織防線。
25日，美軍二十七師一個團也在海灘登陸，以支援中國軍隊，這個團向東海岸步步進逼，將日軍壓縮到納富坦角附近狹小地區。
新五軍一師也推進到楚楚蘭村，占領了齋藤以前的指揮所。而米國海軍在馬里亞納海戰中的輝煌勝利，徹底消除了日本海軍對塞班島的海上增援，塞班島日軍已經陷入了孤立無援的境地。而且第五十八特混編隊可以毫無后顧之憂全力支援陸上作戰。
不過，日軍大本營深知塞班島的重要性，他們并沒有放棄塞班島，千方百計組織對塞班島的增援。
此時的日軍，就如同一個輸紅了眼的賭徒，把一切可以利用的本錢全都利用上了。
3月20日就命令特魯克的部隊抽調一個大隊，關島部隊抽調兩個大隊增援塞班島，但特魯克沒有運輸船只，無法進行運輸；而關島的援軍只有步兵兩個小隊和炮兵一個小隊，6月21日到達羅塔島后，就由于美軍的嚴密封鎖根本前進一步。
無3月27日，劉向輝將塞班島上的中美軍部署調整完畢，新五軍一師在左，新九軍六師與新十軍八師一個團在右，美軍步兵第二十七師以一個營肅清納富坦角日軍殘部，主力居中，三個師齊頭并進，肩并肩向前推進。
之所以由劉向輝統一指揮中美軍隊，這是李學坤向麥克阿瑟爭取來的，兩軍必須統一指揮，才能更好的發揮作戰效力來，而麥克阿瑟也同意了李學坤的這個請求。
3月27日早晨六時，美軍第五十二和第五十八特混編隊的所有軍艦、艦載機和十八個地面炮兵營的火力一起向日軍陣地實施火力準備，彈如雨下，地動山搖，在前所未有的炮火支援下，兩個中國師首先發起了攻擊，至傍晚，一師推進到了塔波喬峰西側山坡下，八師到達了馬基奇思灣北岸，形成了對塔波喬峰的夾擊之勢。
3月28日，第二十七師也加入了戰斗，三個師從西、南、東三面攻擊塔波喬峰，但二十七師師長拉爾夫·史密斯少將擔心部隊在夜間行軍迷失方向，所以27日夜間沒有及時出發，結果28日拂曉發動總攻時，二十七師第一梯隊的三個突擊營都無法按預定時間發起攻擊，最早的一個營晚了五十五分鐘，最晚的一個營足足晚了兩小時又十五分，直接影響了對塔波喬峰的總攻。
而且這一天，二十七師進展緩慢，一六五團只前進了百余米，一零六團幾乎沒有進展，在納富坦角的一個營也沒能肅清日軍殘部，全師拖了全局的后腿。而兩個中國師已經突破日軍防線，直入日軍縱深，整個戰線形成了U字形，兩翼突出中間滯后，由于二十七師的遲緩，致使兩翼的陸戰師側翼暴露，也不能繼續向前，只得停頓下來。
麥克阿瑟在得知這種情況之后，不由雷霆大怒，覺的史密斯少將讓米國人丟盡了面子，想要撤換史密斯，不過在眾將的請求之下，他才強自壓下心頭的怒火，讓史密斯戴罪立功。
中國軍隊表現出來的強悍戰斗力，讓米國人肅然起敬，麥克阿瑟后來再次到李學坤時，態度上也很是謙遜，完全沒有了張揚的樣子。
之所以會出現這種結果，是因為李學坤的軍隊久經戰場的考驗，來到太平洋之后還接受過兩棲戰的專項訓練，其軍官都是百戰沙場的老兵，他們明白島嶼作戰是背水之戰，必是險惡異常，而且陸地上每延誤一天，就會造成海面上掩護登陸的艦隊多一份損失，取勝的關鍵就在于行動迅速果斷，基于這一戰術思想，其部隊在日常訓練中就非常注重戰斗作風的培養，戰斗意志的鍛煉，所以中國軍隊戰斗作風之頑強、戰斗意志之堅韌，比美軍看起來就高了許多。
反觀美軍，平時訓練中過分強調避免傷亡，過于依賴炮火支援，遇到日軍阻擊，不像中國軍隊要么勇猛沖擊，要么繞道迂回，而是停下來等待炮火支援，有時甚至日軍一個機槍火力點就可以阻止一個營的部隊前進，這就是兩國之間觀念的差異，盡管二十七師參加過幾次登陸戰，仍未改變陸軍那種根深蒂固的保守戰術，所以在這次戰役中暴露最為明顯。
麥克阿瑟的雷霆之怒傳到了每一個美軍的耳中，美軍深以為恥，隨后，二十七師攻擊也變得雷厲風行，戰況開始好轉。
3月30日，經過數天的激戰，中國軍隊攻下了最高山峰——塔波喬峰。接著向地形比較狹窄的北部地區繼續猛攻。
4月2日，齋藤在美軍越來越大的壓力下，率余部退至塔納帕格村一線的“最后抵抗線”，負隅頑抗，做最后的垂死掙扎。
4月3日，新五軍一師占領加特潘角和木特喬，這兩地經過異常慘烈的戰斗，已經成為一片廢墟。4月4日，二十七師攻占了福勞里斯角水上飛機基地，將殘余日軍壓縮至東北角的狹小地域，至此日軍的最后防線終于被突破，守軍大部被殲。
4月5日，齋藤和南云向東京大本營發出了最后的訣別電，在電中，他們自認為塞班島已沒有任何勝利的希望，所剩下的，只不過是為天皇盡忠而已，戰斗到最后一人。
隨后，齋藤義次將島上殘余的5000官兵集中起來，部署了最后的決死攻擊。當晚齋藤剖腹自殺，南云則用手槍結束了自己的生命。
此時在塞班島指揮的劉向輝已預見到日軍肯定會在最后失敗前進行自殺攻擊，與日軍打了這么多年的交道，他對日軍太了解了，于是，他特意到二十七師師部，叮囑部屬要加強戒備，嚴密防范日軍的自殺沖鋒。
但二十七師不以為然，他們并不認為日軍會真的進行自殺性攻擊，麻痹大意，缺乏必要的迎戰準備，甚至在兩個營的結合部之間存在近300米寬的大空隙。
4月6日四時四十五分，5000多日軍突然發起了進攻，軍官揮舞著武士道軍刀，身先士卒帶頭沖鋒，士兵們有槍的帶槍，沒槍的拿著刺刀和棍棒，甚至頭裹繃帶、手拄拐棍的傷員也一瘸一拐地沖上來，全然不顧美軍的射擊，日軍從二十七師兩個營的空隙間突入美軍戰線，美軍一零五團一個營在日軍的瘋狂沖鋒下潰散，該團另兩個營則遭到了己方炮火的誤擊，損失慘重，戰斗持續了數小時，美軍向劉向輝請求援助，劉向輝不由大罵史密斯是個笨蛋，不過，他還是將后方勤雜人員也編入戰斗部隊，向美軍派出了援兵，投入戰斗之中，終將日軍這次喪失理智的自殺沖鋒粉碎。
這一戰，美軍傷亡很大，僅陣亡就達400人，而日軍在美軍陣地前遺留的尸體就有4300具，美軍只得挖掘一個大坑，再用推土機將這些尸體推入坑中集體掩埋。日軍有組織的抵抗至此結束。
4月7日，新五軍一師推進到了塞班島最北端的馬皮角，基本占領全島。但令人無法想象的是，在馬皮角的懸崖邊，發生了駭人聽聞的大規模自殺，不僅日軍士兵拉響手榴彈，不少平民也跳海自盡，甚至很多母親抱著孩子跳下懸崖，美軍一再通過翻譯、日軍俘虜和平民表示：等待他們的不會有屠殺，只有食物和安全。但自殺依然沒有停止，共有數千人喪生。
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