奋勇异常，然而有的竹梯尚未架牢，官兵已全部牺牲。攻击一时陷入困难，但是好在我军在下游已攻占鄂城，第八军自嘉鱼渡江后，也已逼近汉口、汉阳；驻汉口的鄂军第二师师长刘佐龙还和我军暗通款曲，愿意投诚。如过这样的话是吴佩孚的军队便要开始守孤城了，，内无粮草，外无救兵，日久必然发生内变。因此，三日早上八时我军停止攻击后，便不再作硬攻的打算。
吴佩孚此时也另作固守武汉三镇的准备。派第八师师长刘玉春为守备军总可令、陈嘉谟为武汉防御总司令，二人同驻武昌城内，据城固守待援。而吴佩孚本人则坐镇汉口，调度由北南下的援军。
九月三日晚蒋介石偕白崇禧、加仑、唐生智一行抵达武昌城南的余家湾车站，马上召集紧急攻城会议。开会时制定了新的作战部署。第三次武昌攻城，仍由李宗仁任攻城司令，陈可钰任副司令。一切部署仍按第二次攻城计划实行。蒋总可令另调第一军刘峙师接替第四军在忠孝门的防务。并恳赏登上城墙的，官长二百元，士兵一百元，最先登上的部队三万元。登城的准备完毕时，号兵吹集合号，士兵齐呼“革命万岁”。奋勇队的编制如前。前锋部队在奋勇队后，取五十米至百米距离齐头并进。前锋都携带短枪、手榴弹以便爬城。
第三次攻城于九月五日凌晨三时开始。我军逼近城墙时，敌枪炮齐发，较前次战斗更加猛烈。第七军奋勇队扑攻保安门，该处城墙较高，竹梯刚一架起，伤亡马上出现。
第四军在通湘门一带的遭遇也约略相同。第四军独立团一度潜至城脚，挂梯数具，官兵相继攀登，然而敌方机枪弹如雨下，登梯官兵悉被击毙，无一幸免。牺牲的惨烈，达于极点。此时军中忽然谣传刘峙师已攻入忠孝门，四、七两军闻讯大为振奋，益发奋勇争先，死伤辄至整连整排，仍无入城之望。
这时蒋介石也感到硬攻无望，李宗仁随即下达命令停止攻击，各军暂退安全地区待命。
而我第八军何键、夏斗寅两师在嘉鱼渡江后，此时已迫近汉阳。九月五日，原与我军通声气的刘佐龙鄂军第二师正式声明附义，加入革命。刘佐龙就任国民革命军第十五军军长之职，从汉阳开始炮击查家墩吴佩孚的司令部。吴佩孚仓皇乘车北逃。自河南向武汉增援的吴军也被刘佐龙所挡住，在汉水中淹毙甚众，不敢渡河。刘佐龙部于九月六日占领汉阳，七日进占汉口。此时吴军悉数北撤
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