此时，守城的红军能战斗的不足300人，红军的阻击火力愈来愈弱。杜聿明下令发起全团集体冲锋，四师其余部队跟进，敌军一举登上城墙，向城内发起巷战。

    霍邱城被围的消息早在7月9日传到红75师时，时任红75师师长廖荣坤立即传令分散在大别山南部地区的部队迅速集结，日夜兼程赶往霍邱县城解围。当时阴雨连绵，道路泥泞，沿途山陡路滑，行走困难，红军指战员们以惊人的毅力战胜疲惫和困难，两天多急行军200多公里，经西界岭、诸佛庵往北奔往霍邱县城。7月11日深夜，当红75师抵达霍邱城南五里拐子时，遭到敌第四师的顽强阻击。以75师的战斗力不但无法解霍邱城之围，反有被敌军包围消灭的危险。

    霍邱城内的巷战一直持续到12日拂晓。红军和赤卫队员与敌人展开逐街逐屋的巷战，誓死抵抗。邝继勋军长手持大刀与战士们一起奋勇拼杀，身边的4名警卫员均壮烈牺牲。红军子弹打光了就拼刺刀，刺刀拼弯了就用枪托砸、用牙咬。有的为了不当俘虏而投井自杀；有的把武器砸坏，不让其被敌人得去；有的负伤被俘，高呼“共产党万岁”、“红军万岁”等口号，宁死不屈。

    邝继勋军长此时已是多处负伤，这位性格刚烈的红军将领只想战死，也不愿活着弃城而走。身边的参谋拼命地拉着自己的军长，提醒这位一心死战的军长：军长啊，75师已经到了城外，保卫皖西苏区的重任还在你的肩上，赶快带着干部群众趁黑夜突围吧！不容分说，几名红军战士拼死保卫着自己的军长，带着100余名干部群众从西门外泅水脱险。已近昏迷的邝继勋被送到驻五里拐子红75师师部。

    奉张国焘之命从新集赶来的蔡申熙进入皖西时，霍邱城已经失守。

    在皖西苏区首府金家寨，蔡申熙宣布了中央分局和军委的命令，全身数十处伤口的邝继勋被革职。蔡申熙着手领导红25军，他将红74师余部、75师及皖西地方武装收缩到淠河以西，据险构成阻击线。然而霍邱之战却给了徐庭瑶部足够的教训，让他不敢长驱直人；也使得其他两路纵队（王钧和梁冠英纵队）在淠河东岸踟蹰不前。

    霍邱城血战至此突显出了它的重大意义：受此一战的影响，鄂豫皖苏区的东线暂时稳定下来，为红四方面军主力在西线失利，东移皖西赢得了战略迂回的空间。