三十上午，军委第一纵队开始从界首渡过湘江，进抵界首西北的大田地域。
接着，桂军的增援部队来了。这是从广西平乐县赶来的韦云淞的第四十五师。桂军兴安县的兵力增加到四个团。桂军胆气大壮，立即向红十团发起了疯狂反扑。
桂军以二个团的优势兵力，在炮火的支援下，满山遍野地向红军阵地扑来。
三十日中午，光华铺失守。为了夺回光华铺，杜中美团长急忙组织部队反攻。在向张家岭高地发起冲锋时，杜中美不幸中弹牺牲，敌人乘势反扑。
红十团政委杨勇率领红军战士奋勇拼杀，在战斗中腿部被弹片击中受伤。为了保存实力，杨勇将部队撤至到西起石门飞龙殿，北至碗渣岭、大洞村丘陵，东至湘江一线，构筑第二道防线。
为夺回光华铺，彭德怀紧急调红四师的另外两个团赶来增援红十团。桂军的轰炸机再次对界首渡口的浮桥进行轰炸，但红军在当地群众的配合下也再次架起了浮桥，保证了军委一、二纵队全部渡过湘江。
在彭德怀调兵增援光华铺的同时，桂军的另一个团已经悄悄渡过湘江，急速从湘江东岸向界首渡口推进。当时，军委第二纵队已经于午前进抵界首以东之月亮山附近，如果桂军这个团继续北进，后果将不堪设想。彭德怀见情况紧急，急忙命令红五师十三团黄振团长率所属部队迅速打击东岸立足未稳之敌，阻止其继续北上。
黄昏后，中央第二纵队开始过江。彭德怀指挥三军团四师集中所有兵力向光华铺之敌发动反攻，经过又一夜苦战，虽然未能夺回光华铺，但是终于在光华铺与界首之间建立了第二道阻击线。
三十日午夜，两个军委纵队已经全部过江，但红军十二个师中，还有八个师没有过江。
当时的态势是：红一军团第一、第二师在珠兰铺至水头一线阻击湘军，第十五师在文市、石塘一线向全县警戒；
红三军团第四师在界首附近抗击兴安之敌，第五师从新圩撤至渠口，第六师留第十八团在新圩抗击桂敌，主力到达保布坪；
红五军团第十三师到达石塘圩，第三十四师前往红树脚，准备接替红六师第十八团防务；
红八军团于二十九日晚从水车出发，三十日晚进到青龙山；
红九军团进到石塘圩地域；
军委第一纵队过湘江后到达界首西北大田地域，第二纵队过江后进至鲁塘地域。
至此，除军委纵队已过江外，红军十二个师，在湘江以西的只有四个师，即一军团第一师、第二师，三军团第四师、第五师。
尚未过江的还有八个师，包括一军团十五师、三军团第六师，五军团、八军团、九军团全部六个师。
此时，从全县南下的湘军三个师，力图击破一军团防线，南下封锁湘江渡口；从新圩北上的桂军七个团，已在临近我军重要交通枢纽的古岭头一带展开，分路向北、向西追击；兴安方向桂军一部攻击界首，一部企图从湘江东岸向东北方向石塘圩一带推进，以配合新圩之敌，会攻我后续部队。
形势十分严峻。
十二月一日凌晨一点半，军委主席朱德向全军下达了紧急作战命令，要求我野战军主力消灭由兴安、全县向界首进攻之敌，钳制桂军及由东尾追而来的周浑元部，保证我军后续部队于二日早上通过湘江。
其中，一军团全部在原地域有消灭全县之敌由朱塘铺沿公路向西南前进部队的任务，无论如何要将由汽车路向西前进诸道路保持在我们手中；
三军团应集中两个师以上的兵力在汽车道及其以西地域。有向南以驱逐光华铺之敌的任务，并须占领唐家市及其以西地域；
五军团主力应向麻子渡前进，并有扼阻桂军及周敌追击部队之任务。被切断的部队应自动地突围向麻子渡前进。
紧急作战命令下达两个小时之后，凌晨三点半，中央局、军委、总政又联合给一、三军团下达了一定要保证执行军委上述命令的指令：
“一日战斗，关系我野战军全部。西进胜利，可开辟今后的发展前途，退则我野战军将被层层切断。我一、三军团首长及其政治部，应连夜派遣政工员，分入到各连队去进行战斗鼓动。要动员全体指战员认识今日作战的意义。我们不为胜利者，即为战败者。胜负关全局，人人要奋起作战的最高勇气，不顾一切牺牲，克服疲惫现象，以坚决的突击，执行进攻与消灭敌人的任务，保证军委一号一点半作战命令全部实现。打退敌人占领的地方，消灭敌人进攻部队，开辟西进的道路，保证我野战军全部突过封锁线应是今日作战的基本口号。望高举着胜利的旗帜，向着火线上去。”
十二一日拂晓，从新圩阻击战撤下来的红五师十四、十五团赶来，与三十团会合，接替了红十团的防务，参加了阻击。红十团自三十日凌晨至次日，在光华铺与桂军进行反复拼杀，伤亡较大，损失四百多人，几乎近全团人员一半，两任团长牺牲。
十二月一日清晨，茫茫大雾吞没了湘江，十几米外就看不清人脸。敌我双方继续在浓雾中激战。红三军团四师和从新圩撤出的红五师主力在界首西岸阻击光华铺之敌，红六师主力到达界首东岸，一面组织渡江，一面阻击兴安北上之敌，掩护星夜起来的红八、红九军团从凰嘴渡口涉渡湘江。
战斗到十二月一日中午，中央红军主力大部分渡过了湘江，虽然还有一些部队尚未过江，但部队的掩护任务基本完成，其他负责掩护的部队也已经奉令撤离，可红四师却没有接到撤退命令。
桂军的疯狂攻势并没有减弱，红四师孤军奋战，如果不及时撤退，后果不堪设想。
红四师政委黄克诚感觉到形势不妙，便对师长张宗逊说，我师掩护任务已完成，应该指挥部队撤离。张宗逊是个原则性比较强的人，他说没有命令不能撤。黄克诚说，再不撤就会被敌人吃掉。
看到张宗逊仍不同意，黄克诚又说，你迅速指挥部队撤离，去追赶主力，一切由我负责。
当时的红军部队中，政委有最后决定权，张宗逊见黄克诚这么说，勉强同意撤退，向西转移，红四师得以避免被桂军围歼的危险。至此，界首战斗结束。
界首一战使三军团损失二千一百多人。
