息未定，党卫军的第二次冲锋又开始了。这次党卫军投入了一个多营的兵力，不久又投入近一个团。他们以连、排、班为单位，小群多组，快速运动，不怕打乱建制，大胆的进行穿插迂回。
安武军对这种作战方式很不适应，弹药消耗很大，却徒劳无功。仗打到中午，该团团长奉达熙见大山集正面安武军防御较强，遂改变进攻方向，命令进攻大山集正面的部队牵制大山集守军，同时另以一部沿公路佯攻大周家，而团主力由沱河集直插大山集背后，夹击守军。
下午2时，党卫军迂回部队与南下准备出击党卫军侧翼的安武军第二混成旅第二团遭遇。奉达熙当机立断，迅速集中兵力向安武军第二团发动攻击，由于党卫军装备了大量冲锋枪和机枪，安武军第二团团损失很大，无法抵挡党卫军的攻势，节节后退，奉达熙团乘机向大山集侧后包抄。于是安武军73营陷于孤立。
当夜，安武军73营被迫撤出大山集，奉达熙率部紧追，几乎将该营全部歼灭。夺取大山及之后，王世虎率领党卫军第五师分两路进逼灵壁，先后攻取了灵壁西南之毛义山、朱山及固镇到灵壁公路上的晏路口，将李传业的第一团包围在灵璧，该团不得不退守灵壁城。而驻守泗州的李传业旅第二团在那场遭遇战中损失惨重，不敢也没能力去救援。
次日日晨，党卫军第五师集中兵力猛攻灵壁西北角的制高点凤凰山。党卫军借助猛烈的炮火掩护，连续组织了三次冲锋。到下午2时，安武军的炮营终于顶不住了，凤凰山易手。稍后，党卫军又将火炮搬上了凤凰山顶，居高临下，不停地向城内猛轰，灵壁城一片火海。
第五师再次向灵壁城发动猛烈进攻，经数小时激战，占领了灵壁城。紧接着第五师又以一部向东扫荡虞姬墓，击退了安武军的掩护部队，打消了安武军反攻县城的可能性。
王世虎先声夺人的灵璧战役给了倪嗣冲当头一棒，敲山震虎的作用十分明显。灵璧失守的第二天，还在泗州疗伤的李传业立刻放弃泗州，马不停蹄地逃往凤阳去了。