当即打开，打开大门。外面的队员人人左臂缠一条白毛巾，以便识别。见城门大开，当即蜂涌入城。九连直接攻向鬼子兵驻地，七连向县衙和南门进攻，八连控制西城门楼，连长张新斋带着一个排在西门里街内机动，同时张贴宣传标语。一时间敌我枪声大作，难分敌我。
黑夜中，鬼子也不知道对方来了多少人，不敢出击。枪战持续两个小时，眼见东方现亮，张广宗急令收兵撤退。
此一战，打死鬼子兵十余人，同时俘获伪县政府科长以下一百余人，而且争取了一个中队约五十余人反正，缴获步枪五十余支。反正人员后编为义勇队特务营，由孙继德任营长。
队伍由西城门撤出后，回到横山口。时至下午，枣庄、邹坞之敌向横山口进攻，又逢大雨，在雨中双方攻守了几个来回后，敌方暂时撤退。
天略一黑，队伍南撤至西棠阴。又担心遭到合围，略加休息，连夜向东转移，走匡谈、过土楼河，穿过泥沟，最后到达兰陵以东的张家湾。这一夜大雨不停，路泥泞非常，行军颇为艰难。由于太过疲劳，在张家湾休息了一天，然后转往车辋一带休整。
战后，每个战士发一套白布衬衣和一元钱，以作奖励。
关于义勇队夜袭峄县城，有峄县爱国人士作抗日歌谣传颂：
一么一更里，黑了天，
集合了队伍首长把话谈呀：
今夜晚一定去摸峄县呀，
去打鬼子和汉奸呀。
鬼子进峄县呀，人民不得安，
月月得纳粮天天要报捐，
铁路两旁还把高梁砍呀，
抓住民夫给他当汉奸呀。
二么二更里呀，黑鸦鸦，
队伍集合发这就要出发呀，
路上要切记着两件事呀，
跟上距离不要把呱啦呀。
三么三更里呀，夜森森，
一气摸到峄县城西门呀，
盒子枪打开了象鼻锁呀，
同志们勇敢地一齐往里奔呀。
四么四更里呀，鸡呀乱叫，
城里的鬼子汉奸一齐乱了套呀，
机关枪堵住鬼子司令部呀，
吓得敌人慌忙四下逃呀。
五么五更里呀，天将明，
集合了队伍胜利回大营呀。
浩浩荡荡的真热闹呀，
鬼子和汉奸呀一齐上了绳呀。