原来，李景林判断日军一定会在凤凰山外布置一道防线，阻击前来增援的东北军，所以，离开四门子镇没多久，他就兵分两路，一路沿大路向凤凰山赶去，他自己带领第四旅绕道金家岭，从西面杀入了凤凰山山区。
由于板垣征四郎根本没想到东北军会突然出现在凤凰山西面，这个方向上仅有少量警戒部队、很快就被第四旅全歼了，李景林他们根据炮声发现，日军炮兵阵地居然就在不远处，于是，他率部袭击了日本炮兵联队的阵地。
日军炮兵联队本来是有一个帮助运送弹药、兼负护卫炮兵任务的大队，可东北军第二师第三旅的进攻太猛烈，凤凰山区的关东军死伤惨重，抽掉不出兵力增援山外阻击阵地上的日军，于是这个大队就被抽调走了。
李景林率领第四旅如猛虎冲入羊群一般，很快就歼灭了日军炮兵，并根据日军炮兵日志、得知郭松龄他们的位置，并马上根据日军刚才设定的射击诸元，调整炮口方向、射击日军的进攻线路。
李景林知道日军一定会马上前来夺回炮兵阵地，他留下绝大部分兵力掩护炮兵阵地，亲率一个营的兵力，向东北军据守的山头冲去。
日军有一个中队扼守着一个山头、以防东北军从这个方向逃走，可他们万万没想到，东北军突然从他们身后杀到，受到突袭的日军死伤大半、剩余的溃逃了，李景林留下一个连守在这里，带领其他两个连继续攻击前进。
日军的注意力果然被吸引到炮兵阵地方向去了，暂时停止继续进攻第六师把守的两座山头，李景林带人顺利与第六师残部汇合了。
但是李景林没想到，就在刚才日军对这里的最后一轮炮击中，一发炮弹恰好落在了郭松龄身旁，两块炮弹破片击中了他，虽然没有击中要害、却被划断了一条动脉，血流不止、已经生命垂危了，现在又没法抢救，李景林背起郭松龄、带领部队迅速后撤。
为了不影响行军速度、不断有人轮流背着郭松龄跑。
回到安全地域后，李景林一面招呼军医、一面想把郭松龄从背着他的士兵身上扶下来，可是，李景林悲痛的发现，郭松龄已经停止了呼吸。
李景林没有时间悲伤，他一面命人将郭松龄的遗体安顿好，一面指挥部队打退了关东军的进攻，同时安排士兵爬上附近的一座山头，把日军阻击阵地的坐标电告山下。
“轰！”、“轰！”、“轰！”……
炮兵阵地再次开炮，无数炮弹落在了阻击第三旅的日军阵地上，早就与李景林取得联系的第三旅趁势发起进攻，被炸的晕头转向的日军溃逃了。
第三旅冲进凤凰山区、与李景林汇合了，东北军第二师控制了山区西部、并建立起坚固的防线，关东军又发起了两次冲锋，都在猛烈的炮火压制下、不得不退了回去。
天黑前，马占山、井玉泉也先后赶到了。
张学良惊闻郭松龄战死，伤心的哭晕了过去，张学良醒过来之后、知道现在不是伤心的时候，他一面派专车去接回郭松龄的遗体，一面电令东北军各部，任命李景林为前敌总指挥、马占山为副总指挥，指挥全部奉军抗击日本入侵。
李景林深感责任重大，他看着地图思考了很久，凤凰山是奉天省腹地最后的天然屏障，假如日军过了这里，前面就是辽东、辽中平原，根本无险可守，总兵力与日军相当的东北军、是挡不住有火力优势的日军进攻的。
一定要赶在日本援军到达前，消灭、至少是把凤凰山区的关东军驱逐出这片山区，然后把这里修筑成一个坚固的堡垒，阻挡日军继续前进。
李景林连下几道命令：
命令第三师必须在明天天亮前，抵达凤凰山区东侧、并于天亮后发起进攻。
命令马占山、井玉泉两师，与天亮后、从北面同时进攻凤凰山山区，他本人则率领第二师、从西面发起进攻。
还有一道发给谢珂的命令，让他率领第七师驻守四平。
这天夜里，吴佩孚率领北路定威军、悄无声息的绕过了开源城，于第二天天亮前藏匿到了西丰县东部的山区里。
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