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10月14日，忻口守军开始全线反击。主要反攻方向的中央兵团，第54师、第21师及新编第4旅，向南怀化日军反击。双方争夺极为激烈。第218旅击退日军四次冲击，旅长董其武负伤仍坚持指挥战斗；新4旅旅长于镇河也负重伤。激战至晚，双方均无进展。
14日下午，卫立煌率独立第5旅至忻口督战。为便于指挥调整了部署：
令陈长捷指挥第21师、独立第2旅、独立第3旅（欠第4团）、新编第4旅，负责肃清南怀化之敌；令郝梦龄指挥第54师附独立第3旅之第4团、第218旅、第217旅，担任正面守备及向当面之敌反击。
14日晚，忻口正面守军第217旅及第218旅，分别由下王庄左右两侧，向东泥河及中泥河日军反击。经激战后，第218旅攻占了中泥河，但第217旅却被增援日军击退。南怀化日军反冲击，经七次反复争夺，守军终将日军击溃，双方形成对峙。
14日夜，郝梦龄与陈长捷商定，于15日凌晨2时攻击当面之敌，并对部队作了部署。
忻口正面日军不断增兵，在中央兵团正面即集中三四万兵力。因此阎锡山于15日，电令第18集团军总司令朱德，指挥五台山区部队截断敌后交通，阻敌后续兵力；令第73师及第101师第201旅附399团，迅速轻装赶赴忻县，归入预备军序列。
忻口正面向南怀化反击的五个旅（独立2、3、5旅、新4旅及第63旅）于凌晨2时开始攻击。广大官兵英勇奋战，但因阵地狭窄、地形复杂，天色昏暗，战力难以发挥，双方混战多时，伤亡重且无进展。
15日上午，卫立煌调三个旅加入忻口正面。15日下午，卫立煌和傅作义来到忻口后沟第9号窑洞，和郝梦龄、陈长捷商讨反攻计划。
卫立煌说：“忻口之战已到关键时刻，敌人占领了中央阵地线制高点1300高地，对我整个防御阵地非常不利，如果不夺回来，全线就有被敌突破危险。我和傅总司令研究了一个作战方案，请你们二位军长考虑执行。我军不能死守阵地被动挨打，唯有集中力量向敌人反击，才能扭转目前被动局面。”
他们研究后决定，以七个旅兵力向1300高地、南怀化和云中河以北地区出击。16日零点开始反击。这时阎锡山从太原发来急电：“所报反攻计划，完全同意。夺回1300高地和南怀化者，赏洋50万元！”卫立煌补充说：“凡这次作战中得胜的各部长官，均请颁发青天白日最高勋章！”
16日零点刚过。郝梦龄叫通陈长捷的电话：“介山兄，各部反击已开始，我到前沿指挥，但战斗期间你我联系困难，有事可通过我的司令部联系。”
陈长捷：“锡九兄，你是总指挥，不宜亲到前沿，应在总指挥部主持全局。”
郝梦龄执意不肯。陈长捷无奈地说：“那好，我也去前沿。”
郝梦龄吩咐参谋长王冠留在第9号窑洞，协同与各部队联络。在场者都挽留郝梦龄不要离开指挥所。他说：“我到前线督战是自己任务，是自己本分，不必阻拦！”
言毕，郝梦龄偕同第54师师长刘家琪、参谋处长李文沼和两个参谋，走出第9号窑洞。军特务连两个班跟随前往。
16日凌晨2时，在南怀化西南高地，独立第5旅与日军展开激战。旅长郑廷珍指挥一个半团，一连攻下周围的几个山头，并冲上去1300高地，在黑夜混战中，郑廷珍身中数弹当即牺牲。官兵抱着郑廷珍尸体大声痛哭。独立第5旅、第4旅、第2旅等部，在日军猛烈攻击下，最终又全部退回原阵地防守。
郑廷珍北上抗日途中，路过河南柘城老家，在柳河东站与家人见面。在白发苍苍的老母亲面前，他双膝跪下，磕了一个响头，含泪向母亲表示：“不打败日本鬼子誓不生还！”他实现了自己的诺言。