恼火虽归恼火，与森连协商后，一面电告第6师团师团长谷寿夫，请求派兵北上支援，一面由天野六郎率领第15旅团南下，以击败于学忠，打通南满铁路。
由于吸收了四平保卫战的经验教训，再加上所部3千余人，过半是新招的周边县的保安团，于学忠这次战术应用非常灵活。
在铁路沿线构筑长达数里的工事，在敌人进攻的时候，大家固守在阵地里面，在晚上，在敌人休息的时候，突然派兵骚扰一下，在炮火猛烈的关东军面前，虽然部队损伤甚大，但是也大大延缓了日军进攻。
如此，过了两天，在10月6号，整个战场情势发生巨变，先是大家通过各连部收音机受到黄海大捷消息后，战士们打起仗来有声有色，不但给予敌军很大杀伤，而且在战场上与日军争锋相对。
而反观日军，在听闻引以为傲的联合舰队就这样损失大半，不但军心没有涣散，反而越杀越勇，双庙子这个小站竟然打开杀戒。
在10月7号，薛岳的第1兵团完成战役准备，集中力量浩浩荡荡杀向四平的时候，日本关东军特别守备队占线告急。
在这个时候，谷寿夫决定使用绝招，令36旅团长牛岛满突然施放毒气，以进行疯狂报复。
在第233旅本来有一定数量的防毒面具，但是由于战场战死将士甚多，很多新兵为附近保安团士兵改编而来，在第15旅团长天野六郎、第36率团长牛岛满疯狂报复下，全旅上下3百余人弟兄吸入毒气。
这些中毒弟兄有的口吐白沫的弟兄，有的浑身无力的弟兄，还有的当场死亡。
中国军队数个关键阵地在受到日军毒气攻击后，防守力锐减，看到日军潮水般涌上来，戴上防毒面具，枪杀我神志不清，毫无防守力的弟兄，整个233旅弟兄双眼充血，几欲与敌人拼命。
作为一名高级指挥员，于学忠深感自己的无力，看到遭罪的弟兄，
于学忠含泪下达撤退命令，大家手把手相互扶持，终于将那200余名受到毒气弹攻击带下来望着这些神智不清的弟兄，于学忠真的愤怒了，一面请求附近各县安置这些毒气受害者，一面召集仅有的800名还算健壮的老弱病残道：兄弟们子侵我家乡，欺我兄弟，奸我姐妹，这几十年下来，小鬼子无恶不作，兄弟们，小鬼子可恨不？
想到自己兄弟朋友就这样被小鬼子毒气所害，这场的弟兄无不高声痛骂着小鬼子。
于学忠激昂的说道：各位，在四平保卫战的时候，战区司令部对兄弟撤职查办，那是我还没有真正懂这个道理，那是因为我爱这片土地还不够深。
今天，即使战区司令部要杀我于学忠的头，我也心服口服。
小鬼子真他妈的不是人，不但侵略我们土地，而且使用毒气。
兄弟们，中毒的弟兄我就拜托给各位父老乡亲，我们现在已经无所牵挂，弟兄们，跟我于学忠一道杀鬼子，杀一个够本，杀两个赚一个。
众人纷纷举起手中的猎枪，长矛什么的，表示坚决服从命令。
于学忠大喜，正准备率部出发，作战参谋匆匆跑来，边跑边喊道：旅长，哦，不，师长，大喜，大喜。
于学忠皱了皱眉头，问道：何喜之有？老子可不管什么喜不喜？
老子现在要杀鬼子。
参谋连连摇头，将一纸电文过去，竟然是大本营所发，电文大概意思是：233旅在于学忠旅长的带领下，虽然连连失去四平，双庙子小站，但是作战非常英勇，屡败屡战，实为我军各部坚持抗日之楷模。
今得知该旅在双庙子小站连克强敌，引起敌方兽性，竟悍然施放毒气，令我千余名弟兄中毒，百余名弟兄不治身亡。
对日寇暴军公然违背国际法，公然施放毒气的做法，进行严厉谴责，现已向英法美德等国际正义力量进行通报。
着233旅旅长于学忠兼任辽北军分区司令，与民间正义力量一道，不惜一切代价保护日寇施放毒气的各项证据，以备战后作为日军兽性的证据。
看着这一段电文，于学忠声泪俱下，对上百名衣衫褴褛的弟兄说道：兄弟们，我们过去抱怨这抱怨那，那是因为兴公看得起我们233旅的弟兄，才会将坚守四平的重任交给我们抗，才会将拦腰斩断小日本的任务给我们233旅扛。
现在，有两种任务，一种是跟随我去与鬼子拼命，袭击南满铁路鬼子站台，哨所，延滞其退兵，兄弟们，选择死，一颗子弹就行了，我于学忠不才，只有为国尽忠。
而另一个任务十分艰巨，就是跟随刘县长，跟随王德林保护中毒的弟兄，以备将来控诉小日本用。
众人一听，激动不已，约400余都愿意选择死，选择与鬼子拼命。
于学忠大喜，将不对编成4个连，出发以袭击南满铁路站台，袭击过往货车。
（在抗日战争历次战役中，日军在难以攻克坚固阵地后，包括南京大屠杀，多使用毒气弹，）
虽然于学忠等人连连袭击日军站台，阻碍其南撤，但在打通南满铁路北段后，第15旅团，日本关东军特别守备队为避免被全歼的命运，被迫向南撤退。