工兵顶着炮火挖掘地道，将炸药埋在碉堡下方，轰然巨响过后，坚固的工事化作废墟。冈村宁次站在指挥所内，看着前线不断传来的伤亡报告，脸色愈发铁青。他不断下令抽调预备队增援，可每一次支援，都被中国军队的炮火拦腰斩断。
6月3日拂晓，中国军队的百余门火炮齐声怒吼，炮弹如冰雹般砸向日军30师团驻守的瘦狗岭阵地。与此同时，数十架战机呼啸而至，机翼下的炸弹如雨点般倾泻，精准轰炸日军的碉堡群、弹药库与通讯枢纽，阵地上火光冲天，浓烟遮蔽了半座城池。炮火延伸射击的刹那，第12军的将士们如猛虎下山，沿着炸开的缺口冲锋。日军残存的机枪手躲在暗堡里负隅顽抗，却被迂回的突击小队端掉。激战至午时，瘦狗岭主峰被攻克，30师团残部向广州城狼狈溃退。空军战机随即转向珠江口，对日军正在集结的运输舰队展开俯冲轰炸，数艘舰艇中弹起火，撤退的航道上顿时乱作一团。
6月4日清晨，中国军队对广州外围的最后一道防线——琶洲要塞发起猛攻。日军42师团凭借珠江天险，在要塞上架设密集火力网，江面还布下了水雷。中国军队的炮兵调整弹道，对要塞炮台实施精准打击，海军舰艇则派出扫雷艇，冒着炮火清理航道；空军战机轮番盘旋，对要塞的火力点进行定点清除，为地面部队撕开突破口。步兵们搭乘冲锋舟强渡珠江，在滩头与日军展开白刃战，刺刀碰撞的脆响与嘶吼声交织，鲜血染红了江水。战至黄昏，琶洲要塞竖起白旗，42师团师长切腹自尽，残余日军尽数被俘。同日，西路大军收复佛山，东路部队攻克东莞，广州周边的日军据点被尽数拔除，这座孤城彻底沦为海中孤岛。
6月5日，广州城已陷入铁桶般的重围。冈村宁次收拢残兵，将31师团部署在城北越秀山，做最后挣扎。此时梅津美治郎率领的主力部队，已趁着夜色与空袭的间隙，撤走了大半兵力，珠江口的海面上只留下燃烧的舰艇残骸与漂浮的日军尸体。