经过15日一天战斗，74师和特务营又有一定的损失，兵力锐减到1500人。
由于部队一边战斗一边行军，直到黄昏才先后赶到南瓜店。
下午4点，张自忠登上南瓜店的一座小山用望远镜四面查看，发现周边都是日军生火的火光。
张自忠心里一沉，他明白部队已经陷入重围。
张自忠将总部人员、特务营、74师主要干部集合起来训话：不瞒大家，我们目前已经陷入重围，情况是相当吃紧了。不过，我们身为军人无论在任何时候都要处乱不惊，团结一致。只要大家不脱离部队，总会有办法的。
张自忠随即向38师师长黄维纲下令，命令他尽快南下支援。但黄维纲当时正在和日军激战，短时间内是不可能赶到的。
张自忠又向黄琪翔11集团军请求支援，但当时11集团军正在向北撤退，174师师长钟毅因为殿后殉国，显然也帮不了他了。
现在唯一靠近的就是骑兵六师，但这个骑兵师其实并没有马匹，而且全师几乎都是新兵，兵力也很少，仅能作为破袭，游击，警戒，策应等使用，根本不能和日军主力正面对抗，是帮不了什么忙的。
16日是最关键的一天。
天刚刚亮，日军39师团就发动了全面进攻。为什么日军如此着急，因为15日晚，日军总部再次通过无线电侦测，确定了33集团军司令部就在南瓜店，所以下达了务必短期间歼灭的命令。
此次，39师团除了投入5000多兵力以外，更有桑名卓男的第3飞行团，特别是轻轰炸第44、第75战队，独立侦察第17中队的支持。
这样一来，日军在兵力上有3倍优势，火力上的优势更是极大。
南瓜店是个小地方，仅有几个小山，无险可守，也无纵深。日军距离张自忠的指挥部也仅有2，3公里，山炮都可以直接打到。
张自忠将74师两个团分守东西两路，特务营负责守北面。
张自忠因为痢疾复发，身体虚弱，加上军情紧急，这几天整夜都在观察地形，判断局势，几乎都没有入睡。所以直到4点多，张自忠才勉强入睡。
没想到，刚刚睡下不到半个小时，日军就集中重兵，先攻打西边的毛家湾。
毛家湾同张自忠的司令部之间，只有2个小山包，74师440团负责防守这一面。
日军此次攻势不同往日，猛烈的无法形容。重炮炮弹如雨点一样落到440团阵地上，炮弹硝烟还未散去，大批日军已经冲锋上来。
440团苦苦支撑二个小时，一线阵地终于被日军突破。440团只得向后撤退，日军尾随追击。440团被日军追的站不住脚，日军一度连续占领了两个山包。
此时张自忠背着手枪，带着参谋长李文田，高参张敬，苏联顾问赶到前线。见440团不敌日军，张自忠命令440团还留在后面的一个营，立即反攻支援。
这个营拼死冲锋，中日两军在第二个小山包上正面遭遇。由于两军距离太近，开枪已经来不及，只能靠肉搏。
国军74师虽然不是33集团军一流部队，但也身经百战。战士们拔出大刀，冲入日军队伍中就砍杀。
39师团的武器强大，官兵素质很高，各方面都不错，但肉搏战就弱了一些。毕竟这个师团组建时间不长，还不到1年，官兵肉搏经验有限。
所以被74师440团一个猛烈的肉搏反攻，日军就垮了，伤亡了上百人，余者溃败下去。
440团控制住了一个小山包，但立足未稳，日军又发动反扑，440团用手榴弹狠狠的将日军砸了下去。
没想到，此次日军真的是疯了，他们前仆后继，在短短1小时候冲锋了数次，每次都被手榴弹砸下来，伤亡不轻。
双方激战到上午10点，440团暂时阻挡了日军的进攻，但情况很不利。日军以大量兵力反复冲击，440团誓死苦战。
西边如此，东面也不好过。日军猛攻罗家榨房的74师444团。该团也是苦苦支撑数小时，驻守的阵地四次被日军占领，他们四次反攻夺回来。每一次反攻，中日两军都留下大量尸体，不大的阵地上横七竖八倒满了人。
74师渡过汉水以后，就没有弹药补给，虽然之前带了不少，经过3天激战的消耗，已经用的差不多了。
此次由于日军进攻特别猛烈，74师的弹药消耗量很大，还没到中午，一部分阵地就没什么弹药了。
74师师长马贯一派人向张自忠请求弹药补充，但既然已经被包围，哪里还有补充呢。
张自忠命李文田参谋长用电话向马师长传达指示说：对敌人要狠狠地打。子弹打完了用剌刀拼，剌刀断了用拳头打，用牙咬。
随后，他又亲笔写了一个字条给马师长：马贯一，你当兵就跟着我，我绝不会亏待你。现在到了国家民族生死存亡之际，正是我们军人杀敌报国之时。这次对敌作战，你只管拼命打，打好了完全是你的功，打不好我完全负责。
马贯一看到这个字条，知道到了最后时刻，立即带着卫兵赶到一线指挥去了。
在得知74师和33集团军司令部被日军合围以后，率领一个工兵营留在渡口的74师副师长李益智，非常着急。他从工兵营中抽调了180多人，由工兵营营长赵德志带领，赶去南瓜店增援。
这100多人目标很小，加上熟悉地形，经过小规模的战斗，居然一举冲进了南瓜店。
李益智的意思是让张自忠立即撤退，由这180多人作为掩护。没想到张自忠却对赵德志说：现在战况恶化，我们为祖国牺牲是理所当然，我不会走。
不过张自忠又看了一眼部下和苏联顾问，对参谋长李文田说：但我们总不能让朋友在此流血，你派人陪同苏联顾问随74师领任务的参谋下去吧。
当然，张自忠想保护的不仅仅是苏联顾问，还有他的部下。
随后，张自忠又说：总部和政治部有枪的留下，空手的到山背后西北方向集合。准备撤退。
李文田参谋长命令司令部高级参谋李致远，带着苏联顾问和非战斗人员立即撤退。
李致远也是33集团军的老臣子，他奉命带着非战斗人员和苏联顾问撤退前，偷偷跟李文田参谋长说：总司令的性格我们都知道。我走后，你和杜兰喆营长一定要好好保护总司令。如果他还是不愿意撤，无论如何也要劝他暂时转移到南山上去。
李致远率领100多非战斗人员，在440团一部掩护下奋力突围。日军很快就发现了这批人，立即调动兵力猛烈拦截。
这数百人中有枪的不到一半，实在抵抗不住日军的攻击。440团掩护部队负责留下阻击，战斗仅仅半小时，就伤亡大半。突围的非战斗人员因为日军拦截，完全被打散，但好歹还有一半人突围出去，其中就包括两个苏联顾问。
此时已经是中午，一线战斗更是激烈。
西面的440团此时已经阻挡不住日军猛攻，丢掉了小山包，退到石龙岗。张自忠命令刚刚赶到战场的工兵营180人，在营长赵德志率领下去增援。
结果赵德志赶到440团阵地，惊讶的发现阵地上几乎没有几个活着的战士了，到处都是尸体和伤兵。最前沿的战壕已经被炮火轰平，根本看不出这里曾经是深达1米多的战壕了。
可是，少数幸存的国军战士仍然坚持作战，对冲过来的日军猛烈投弹射击。
赵德志营长再看过去，山下日军黑压压的一大片。鬼子们跟疯了一样，前仆后继的冲上来。
仗打到这份上，也就没什么好说的。
这180多人刚到阵地就和冲到眼皮底下的日军发生了肉搏，仅仅一次作战，就伤亡了一半，带去的4挺机枪枪管全部打的通红，由于敌情紧急，连更换的时间都没有。
赵德志认为顶不住了，要撤。
但刚撤了不到15米，突然看到74师参谋处主任许文庆。许说：赵营长，你还往哪里撤？后面就是总司令的指挥部了，无论如何也要守住。
赵赶忙回答：许主任，你放心，我就是死也死在阵地上。
话音未落，一颗炮弹落下来，赵营长双腿被炸断，颈部也被炸裂，当场就殉国了。
工兵营这180人此时也几乎伤亡殆尽。
马贯一师长无奈，被迫从同样吃紧的东面444团处调动几百人支援，才稳住了阵地。
日军见猛攻一个上午，还是不能吃掉仅有1000多人的74师，就改变战术，不但从东西夹击，更调动重兵从北面，以泰山压顶之势打过来。
张自忠没有办法，将手中最后的预备队，总部特务营顶了上去，防御北面的石窝。
传承西北军的特点，总部的特务营或者说手枪营，是全军的精锐部队。该营的官兵都是河北，河南，山东的大汉，每人都有一只盒子炮或者手枪，更背着一把大刀。自然，轻武器虽然不错，重武器是完全没有的。
张自忠知道到了最后时刻，亲自集中特务营训话：你们很多人都跟随我三四年了，能活到现在不容易。现在情况比以往任何时刻都要严峻，看来我们为国家献身的时刻到了。我们作为军人，要视死如归。
张自忠又看了杜兰喆营长一眼，但却没有什么可说的，只是拍了拍他的肩头。
杜兰喆营长带着全营官兵，立即向北面杀过去。他们刚刚占领石窝，日军已经杀到小山下，两军立即厮杀成一块。
特务营非常厉害，连续杀退日军数次冲击。但激战中，身先士卒的杜兰喆营长腹部负重伤，肠子都流出来了。张自忠命令将他抬到后方，尽力突围。杜营长却没有坚持到突围成功，他很快因为伤重殉国。
此时战斗激烈到无法形容，继任的营长洪进田，刚刚上任不到20分钟，又中弹牺牲。全营四个连长，一个阵亡，两个负重伤，只剩下张连长一人，士兵伤亡过半，石窝被日军突破。
知道石窝丢失，张自忠亲自带着几个卫兵赶到前线，正好碰到特务营唯一幸存的军官张连长带着残部退下来。
张自忠对张连长说：怎么退下来了？
张连长说：鬼子太多，伤亡太大，军官都死光了，一个营打成一个连了。
张自忠却说：我今天是总司令，如果我像你一样是一个连长，这几个鬼子不够我一连人打的。亏你还是七尺高的汉子。
张连长一听这话，深感羞愧，将上衣用力脱下，光着膀子，拿着大刀喊道：谁不怕死，就跟我上。
剩下的一连战士也非常激动，他们纷纷拔出大刀，一手拿着手枪，转头冲了回去。
鬼子以为国军已经溃败，所以正在山头打扫战场，被他们一冲，顿时垮了，伤亡数十人，石窝又被夺了回来。
不过，此时显然肯定是守不住了。
但张自忠还在鼓励战士们：我们一定要坚持，到晚上黄师长就能到了。
此时是下午，日军已经从三面杀到距离张自忠指挥部不到1.5公里的地区，各种炮弹如雨点一样落下。
由于距离很近，日军枪弹也如拨水一样飞过来，不时有几个卫兵和总部人员中弹倒地。
到了自己的坟墓前，张自忠仍然非常镇定，他丝毫不慌乱，拿着望远镜观察日军。
只是到了这个时候，谁都是危险的。
突然一发山炮炮弹在身边爆炸，弹片撕开了他的右肩，鲜血立即喷出来。几秒钟后，一发子弹又穿透了张的左臂。
几乎是一瞬间，鲜血就染红了半个军装。
护士长史全胜看到张受伤，急忙过来帮他包扎。
张却说：没什么大不了的，你这么紧张干什么。
又继续坚持了一个小时，此时日军已经攻到几百米内，连面目都看见了。在李文田参谋长的严令下，几十个卫士几乎是强行架走了张自忠，转移到稍后一点的杏仁山，但也仅仅是向后退了几百米而已。
将军殉国
如果此时突围，应该还是有一定机会的。
眼见就要守不住，幕僚徐惟烈对张自忠说：总司令，我们还是转移吧。
张自忠却大声回答：我奉命追截敌人，岂能自行退却。当兵的临阵退缩要杀头，总司令遇到危险可以逃跑，这合理吗？难道我们的命是命，前方战士都是土坷垃？我们中国的军队坏就坏在当官的太怕死了。什么包围不包围，必要不必要，今天有我无敌，有敌无我，一定要血战到底。
此时日军已经知道张自忠司令部在杏仁山，又调集重炮猛攻。这个山，不过是个小山包，一顿重炮下去，参谋处长吴光辽腿部被炸成重伤，贴身副官贾玉彬、护士长史全胜被炸死，张自忠右腿又被炸伤，裤腿、袜子全部被鲜血湿透。
张自忠此时也知道到了最后时刻，他不愿意临阵退缩求生，却不愿意部下一起陪着他死。
他先是下令将受伤的吴光辽架走，尽量突围出去，然后命令部下全部分散突围，只留几个卫兵在身边。
幕僚都不愿意走，张自忠命令卫兵架走了参谋长李文田，又带走了徐惟烈。只有高参张敬等人打死也不愿意走，自愿留下陪总司令一起死。
此时已经是下午3点，张自忠身边已经不剩多少人了，他知道难逃一死，干脆亲自持手枪赶到前线。
所谓的前线，也不过是指挥部外几百米了。
当时日军已经攻打杏仁山，74师几乎伤亡殆尽，仅剩几百人。
张自忠和张敬加上几个卫兵赶到山脚，发现几个士兵向后跑过来，张敬大喊：总司令就在此地，谁也不许退。
这几个士兵一听之下，不敢逃走，又返回阵地。
