9月15日，日寇千田机械化兵团、板仓育（加土）雄混合队、一宫基混合队沿铁路北进。当日中午，其先头部队步兵300多人附战车2辆、野炮4门，到达丰镇县城南10华里之三道梁，张成义派国民兵一部迎击，是夜与敌相持在三道梁附近。16日，敌人增兵千余向我军发起攻击，并进逼丰镇火车站。至17时，日寇又以3列火车运兵，将攻城部队增至5000余人，将丰镇县城包围。我军苦撑危局，与敌相持至晚。17日凌晨，日寇以飞机、坦克、大炮向丰镇南门阵地和丰镇火车站猛烈进攻，张成义使用长城抗战时的战术，避敌锋芒，近战狠打，指挥我军依据工事殊死抵抗，打退了敌人一波又一波的冲锋。日寇见攻击进展缓慢，不惜使用重达500多公斤的重型炸弹，对我军阵地进行疯狂轰炸，国民兵官兵伤亡惨重。