说起来，关家垴的地形也没什么了不起，仅仅是一个山岗。
山顶是一块方圆几百米的平地，北面是悬崖难以攀爬，居民平时从东西两侧山坡上山。
东坡狭窄又陡峭，道路宽度仅有0.3米。显然从南坡突破比较靠谱，这里地形相对平坦。
而南坡居住50多户人家，修建了很多窑洞。
南坡的对面，是比关家垴更高的柳树垴。从柳树垴上可以用机枪火力，封锁通往关家垴的小路。
日军很专业的占领了关家垴和柳树垴两地，而不是孤守关家垴。
他们在柳树垴修建了简易*工事，以交叉火力支援关家垴，建立了密集的火网。
他们还在关家垴山顶挖掘了战壕，部署火炮，成为核心阵地；将山腰的大量窑洞打通，洞口堆上石块沙土，修建成简易碉堡，以机枪火力封锁南坡进攻路线。
日军只有500多人，却仍然考虑到阵地的纵深，在山脚部署了外围阵地，挖掘了300多个散兵坑。
日军这些工事貌似简单，其实专业性很强，完全实现的火力交叉支援和纵深性。
此时，八路军主力也合围上来，共有9个团和1个山炮团，总兵力接近2万人。
就兵力来说，八路军是40：1，而山炮团也有6门山炮，还有大量迫击炮，火力并不弱于日军。
彭德怀亲自赶到距离关家垴2公里的村子，坐镇指挥。
从30日凌晨开始，八路军开始全面的进攻。
之所以选择天不亮就开打，主要是八路军比较擅长夜战。
八路军进攻如此之快，超出了日军的预料。
在柳树垴的少量日军，突然遭遇八路军1个营的突袭，坚守2个小时后崩溃，仓皇逃入关家垴主阵地。
冈崎中佐也不含糊，深知柳树垴的重要性，立即组织1个中队兵力反攻。
日军端着刺刀偷偷摸上来的时候，柳树垴的决死纵队2营却掉了链子。
该部打游击久了，纪律性不强，正在向友军交防，部分官兵已经提前撤离阵地。
没想到一向畏惧夜战的日军，竟然会迅速刺刀突袭，这下轮到2营措手不及。
他们敌人突袭击退，柳树垴又被日军夺回。
等到2营稳住阵脚，准备反攻时，柳树垴日军已经站住了脚，夺回阵地就难了。
当天八路军组织3个营的兵力，连续猛攻柳树垴。
这里敌人虽只有1个中队，但火力顽强，导致我军久攻不克，伤亡很大。
由此，柳树垴始终成为交叉火力，严重威胁关家垴的进攻部队。
当天4点，八路军集中几个团反复冲击关家垴。
没想到，八路军遭遇了太平洋群岛上美军的遭遇。
一般认为，日军的防御能力是强于进攻力的。
在太平洋上面对火力、兵力绝对占优的美军，日军也能死打硬拼，坚持防御到最后时刻，尽量*伤美军。
除了火力较强、工事修筑较好以外，日军作战意志也很强。
在太平洋的几个战役，日军都是顽强的坚守阵地，直到人死光才会失守，投降者凤毛麟角，还多是伤员。
八路军的火力显然不能和美军相比，也不掌握制空权。
在当天激战中，日军飞机不时赶来轰炸扫射，给八路军造成很大麻烦。
而八路军因长期进行游击战，弹药极度匮乏，新兵实弹射击还不到20发，战斗素质很差。
尤其新兵缺少攻坚经验，此次根本就攻不上去。
在日军交叉火力面前，使用人海战术只是增加伤亡而已。
以决死纵队38团为例，连续进攻数次强攻，全团几乎拼光。团长蔡爱卿无奈，将数十名干部也组织起来做最后冲锋，伤亡殆尽。
772团1营原本70多人的1连，连续猛攻后，只剩下3人；50多人的3连只剩下指导员和2名伤员；近70人的4连只剩下10余人。下午，1营失去战斗力被换下来的时候，可以作战的仅剩6人。
类似的还有几个团，他们的连续进攻，没有什么进展。
即便能够拼死冲入山腰日军部分窑洞，又被日军集中兵力反攻夺回。
那么，如果要组织火力压制防御的日军，这并不是容易的事情，最好就是使用炮兵。
这种情况下，八路军只能开始使用炮兵。
然而，八路军6门山炮的炮击技术不高明。它们前后发射了几十发炮弹，没有几发击中，只得被迫撤走。
此战中，日军表现出不错的射击技巧，步枪和轻机枪射击都颇为准确。
他们也绝非死守，不断以小分队出击反攻，封锁八路军的突破口。
到了中午，八路军已经伤亡不小，仍然攻占不了关家垴。
此时旅长陈赓和师长刘伯承都建议停止进攻，将冈崎支队放出来打。
彭德怀认为，日军援军已经出动冈崎支队只要下山，一二天就可以和援军会合，根本就没有围歼的机会了，不能放走。
