日军前进到桐岭古道时，遭到了三营一连的阻击。
桐岭古道为瓯海潘桥至瑞安桐溪的咽喉孔道，全长约2.3公里，石径窄陡、蜿蜒于峡谷之间。
桐岭古道中段以分水城为界，外岭陡峭、内岭渐缓，岭背垭口与狮子山互为犄角，居高临下控扼全道，是日军西进瑞安、深入浙南山区的必经之路。
古道两侧山高林密、谷底溪流纵横，大部队难以展开，仅容单行仰攻，天然形成一夫当关、万夫莫开的阻击阵地。
瑞安县还未失守，四团长未雨绸缪，安排 三营扼守桐岭全线。
三营长率部连夜构筑工事，依托古道险要形成三层防御：
1. 前哨警戒：外桐岭入口设观察哨，迟滞日军前锋；
2. 核心主阵地：分水城石墙、桐岭背垭口构筑机枪阵地与手榴弹投掷点，封锁陡阶通道；
3. 侧翼制高点：狮子山派驻重兵，架设重机枪与迫击炮，瞰制古道全线，防止日军迂回包抄。
全连官兵抱定死守决心，与当地民众协同加固工事，搬运弹药、设置障碍，誓阻日军南进。
早上十点多钟，日军步炮联合部队数百人扑向桐岭。
先以山炮在狮子山对面高地猛烈轰击，炮弹密集砸向分水城与岭背阵地，石墙崩塌、石阶炸裂、巨岩被削平，阵地工事损毁严重。
随后日军步兵排成散兵线，沿外桐岭804级陡石阶仰攻，以机枪火力压制，步步逼近隘口。
三营一连待日军进入有效射程，轻重机枪齐射、手榴弹如雨落下，狭窄石阶上日军死伤枕藉。
日军数次冲锋被打退后，改变战术，集中兵力强攻阵地缺口，双方展开白刃肉搏，刺刀碰撞声、喊杀声震彻山谷，阵地反复易手。
日军源源不断赶过来，一连的处境愈发危险。
危急时刻，三营布置在狮子山高地的炮兵开炮了。
炮兵将后援部队与正在进攻的先头部队截断。
一连以残缺石墙为掩护，与敌逐米争夺，轻伤不下火线，重伤坚守岗位，终于将冲上阵地的日军击溃。
日军进攻到桐岭背垭口到下午二点多钟，也未能突破一连的防线。
日军大队长见正面难克，于是分兵迂回偷袭狮子山侧翼高地，企图切断主阵地退路。
守卫狮子山的二连死战不退，与日军展开殊死搏斗，以手榴弹与近战打退日军多次冲锋，用鲜血保住侧翼安全，使主阵地始终未被包围。
瑞安县不愿意转移的老百姓，冒着日军炮火送水送弹、转运伤员，军民同心支撑防线。
战斗持续两日，桐岭古道沿途躺满了日军的尸体。
三营一连二连伤亡过半，但仍依托古道险恶地形节节抗击、步步死守，从外桐岭至分水城、内桐岭层层阻滞，始终牢牢控制古道核心隘口。
日军付出重大伤亡，始终无法突破防线，被迫放弃西进计划，驻守桐岭山外围，与三营相对峙，并分兵绕道分水城，进攻温州县。
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