尽管外界因为这件事闹得众口纷纭、沸沸扬扬，但不管是支持“国军清白”的人还是支持“国军陷害”的人，都承认一件事：日军第101旅团被国军的毒气弹打得确实奇惨无比。因为蒋纬国“稳、准、狠”的痛下杀手，第101旅团几乎被打得差点儿咽气，原本犹如森罗恶鬼般凶神恶煞的日军在毒烟毒雾中立刻变成了一群软脚虾，毕竟再怎么凶悍的人也不可能在毒气里还能继续凶悍。三墩镇战役是国军化学兵部队首次参战，就跟鱼雷艇、潜艇等秘密武器一样，第一次是最容易取得最大战果的，所以必须“下死手、尽全力”，暂编第100师的化学兵们和空军轰炸机一口气往第101旅团的头上足足倾泻了三十多吨毒气炮弹和毒气炸弹，毒得第101旅团的日军如坠地狱，保守估计，被毒死毒伤（绝大部分被毒伤了的日军都因为缺乏医疗条件而丧命）的日军起码超过3500人，战果非常的惊人，这是因为三墩镇本来就不大，日军此时控制着约五分之三的镇区，导致日军控制区内兵员密度很高，而国军轰炸机又把成吨的毒气炸弹扔到日军控制区内部，进一步地加剧了日军的死伤。死伤日军里，最有分量的两个正是三墩镇日军的一号二号指挥官，即第101旅团旅团长佐藤正三郎少将和第149联队联队长津田辰彦大佐。佐藤少将确实是拼了性命地指挥作战，当时他就在镇区的东南部，位于第一前线，他的身先士卒、以身作则使得日军士气大振，但也导致他一起遭到毒潮的侵袭。国军毒气炮弹落下来后，日军阵地上毒气滚滚，佐藤少将大声嘶吼：“不要慌！快戴上防毒面具！”结果不小心吸进一些芥子气，这位“战斗意志如钢似铁、发誓要死战至最后一刻以报效帝国、尽忠天皇”的旅团长立刻口吐白沫、不省人事，被卫兵拼死抬了下去。
津田大佐则是死在了旅团部里，因为佐藤少将坚持亲自上前线，所以津田大佐不得不坐镇旅团部，承担旅团部的总指挥任务。日军的旅团部跟日军的炮兵阵地一样都在镇区腹地，不会遭到前线的国军毒气炮弹的攻击，但却遭到空中的国军毒气炸弹的攻击，因为特种部队的出生入死，拥有目标精确坐标位置的四架国军Ju-88轰炸机兵分两路，一路猛烈轰炸日军旅团部，一部猛烈轰炸日军炮兵阵地，扔下的都是滚滚的毒气炸弹。霎那间，日军旅团部和炮兵阵地都淹没在滔天的黄绿色毒云里，鬼哭狼嚎声中，旅团部的日军和炮兵阵地上的日军炮兵齐齐群魔乱舞，津田大佐死在了旅团部里，尸体浑身红肿得就像被放在开水里煮过一样。
“杀呀！”士气早已达到沸点的国军官兵们了来不及等待毒气彻底消散，在震天杀声中发动了排山倒海的攻击，为了一鼓作气地取得最大战果，三墩镇战场上的国军几乎倾巢出动，一万五千余官兵犹如决堤洪水般踏上日军阵地，涌入日军控制区内，遍地都是已经被毒死的日军、中毒后遍地打滚的日军、被毒气熏瞎眼睛的日军，斗志如虹的国军官兵们直接一刺刀一个，把因为中毒而失去抵抗力的日军杀了个干干净净。原本裹足不前、举步维艰的各部队一时间都大有收获，第128团一部在特种兵的引导下，甚至都一路杀到位于镇区中部的日军炮兵阵地上。特种部队之所以没有呼叫己方火炮覆盖日军炮兵阵地，就是希望能缴获日军的大口径重炮。超过一半日军炮兵都已经中毒，剩余的日军则开始发疯地引爆炮弹、破坏大炮，官兵们最后只缴获到二十多门日军重炮，但仍然是一个非常巨大的收获。
激战至傍晚，国军攻占了五分之四的三墩镇，完全把日军压缩在一块巴掌大的地方里，但在这同时，彻底被战局给震惊了的第101师团师团长伊东中将下令师团完全放弃核心阵地浦江镇，全面转移至三墩镇，避免第101旅团被全歼。伊东中将完全无法接受第101旅团在第101步兵联队和第101骑兵联队被全歼后也被全歼。被全歼2个联队并且被抢走两面联队军旗已经让伊东中将深感自己万死难辞了，他不奢望将功赎罪，只希望不再加重自己的罪责。
沪东战场的整体形势再度发生了重大变化。
当部队在战场上高歌猛进时，蒋纬国正在跟蒋介石打电话，父子俩进行了如下对话。
“你简直是胡闹！”蒋介石几乎七窍生烟，“你以为全世界除你以外，其他人都是笨蛋？你搞的那一出真是太乱来了！这事东窗事发后，国府在国际上会颜面扫地了！列强大国又会怎么看待我们？你想过这些没有？你看看你玩弄的小花招，简直就是荒唐透顶！贻笑大方！”
“父亲，我也是没办法了才出此下策的。”蒋纬国振振有词，“要不是您更改作战计划，突然间加大部队的战斗负担，我会这么做？”
“你…”蒋介石被蒋纬国的倒打一耙、反咬一口给气得差点儿岔气。
“父亲，您不能光顾着看政治方面和国际方面，也要看看军事方面啊！”蒋纬国娓娓地说道，“我们这一顿毒气弹攻击，战果辉煌啊！估计消灭掉了三四千日军！日军的炮兵部队再度遭到毁灭性打击，旅团部被毒死一窝的鬼子，不知道那个佐藤旅团长有没有也被毒死掉，反正部队现在三墩镇可以说是势如破竹！您就等着国军全歼日军第101旅团的捷报吧！”
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