突破日军防线之后，台湾军团没有给对手任何喘息的机会，主力部队毫不犹豫地向嘉义方向大踏步前进，仅仅留下两个团的兵力阻击两翼的日军。虽然日军在公路沿线构筑数不清的碉堡、工事、封锁沟、封锁墙，但是在第十航空队的狂轰滥炸之下，很快被夷为平地。这裏的防务原本是由日军正规部队负责，但是中国军队在西部沿海登陆之后，很快被抽调一空，临时武装起来的政府工作人员和侨民接替了防务，这些人虽然也异常凶悍，但是却没有在猛烈空袭下战斗的经验，炸弹临头的时候，不是四处乱窜，就是不顾一切地向中国军队冲过去，进行自杀式攻击，根本抵挡不住对方的迅猛突击，很快下阵去。

松井太久郎为了挽回败局，在电令在基隆登陆的海军陆战队乘坐汽车全速增援嘉义，务必抢在中国军队之前赶到的同时，亲临前线督战，指挥部队发动一轮又一轮疯狂的进攻，企图在台湾军团进入嘉义之前突破阻击阵地。然而，此时的台湾军团得到了轰炸机群的强有力支援，士气高涨，用自动武器、枪榴弹、迫击炮和火焰喷射器奋力还击，把日军主力死死拖在阵地上，使其不能前进一步！与此同时，从基隆出发的海军陆战队连续遭到中国空军的轰炸，损失惨重，还没到彰化就已经失去了三分之一的兵力，而前面的道路又被炸成一截一截的，汽车根本无法通行，只好下车步行，以蜗牛般的速度向嘉义赶去。

松井太久郎意识到海军陆战队已经不可能按时赶到，而自己的部队又不能在短时间内突破对方阵地，唯一的办法就是从滩头阵地上抽调兵力，回师增援嘉义，这样一来，很可能被登陆部队突破防线！反覆思考了很长时间，最后，松井太久郎把心一横，断然决定从台南抽调两个步兵大队驰援嘉义，然后立即向联合舰队发报，请求立即派出大型舰艇进入台湾海峡，从侧背攻击中国登陆部队，以缓解海岸守军的压力。松井没有想到的是，联合舰队因为被中国空军战斗机群发现，为了躲避轰炸机群的攻击，只好向菲律宾方向高速移动，根本不可能给他提供援助！

连续三天的激烈战斗，枪炮声、爆炸声和喊杀声几乎响遍了全岛的每个角落，密密麻麻的战斗轰炸机更是不断从海岛上空飞掠而过，在台湾民众心底掀起了滔天巨浪——国军不但占据了战场上的优势，而且拥有的武器也比日军先进，获得最终的胜利是必然的结果，再加上台湾军团在岛内进行的不懈努力，使民心彻底转到了祖国一边，开始互相串连起来，准备发动武装起义接应国军。

当天下午四点半锺，台湾军团的前锋推进到距离嘉义县城不到五公里远的地方，嘉义守军急忙在城内实施戒严，随时准备进行战斗。

嘉义守军包括日军一个步兵中队和五百多人的武装侨民，很多人连步枪都没有，手中的武器是用竹子削成的长矛和东洋刀。居民们透过自家的窗户看到街道上四处走动的哨兵居然连步枪都没有，胆气顿时壮了起来，悄悄地在日军的眼皮底下活动起来，在不到一个小时的时间内就聚集了三百多名青壮年男子，并且收集了五十多枝步枪和近千发子弹——台湾军团登陆之后，于日军进行了长达几个月时间的激战，作战区域几乎遍及岛上的每个角落，因而遗弃的武器弹药也很多。

下午六点整，台湾军团的先头部队突破沿途日军的层层阻击，准时推进到嘉义城下，随即在迫击炮和轻重机枪的掩护下发起攻击，溃退回来的数百名日军与县城的守军汇合起来，依托坚固的城防工事负隅顽抗！由于先头部队没有携带重武器，无法摧毁对方的坚固工事，日军暂时逃过了灭顶之灾。

嘉义市民看到空旷的街道上只剩下几十名武装侨民在四处巡视，当即发动起来，他们从小巷裏面蜂拥而出，围着日本侨民就是一通乱砍乱杀，很快将其歼灭，接着用最快的速度在街道中间设置路障和街垒，然后与闻讯赶来的日军对射。

中国军队听到城内一阵紧似一阵的枪声之后，果断发起全线突击，千余名战士在数十挺机枪的疯狂射击声中，潮水般地向城墙冲去！

当突击队冲到城墙前，许多射击孔吐出罪恶的火舌，战士们密如雨下的射击声中们接连倒下；突击队投掷的手榴弹和枪榴弹接二连三地在城墙上面爆炸，把日军士兵炸得血肉模糊，射击出现了短暂的停滞，爆破组义无反顾地冲了上去，用大包的炸药把城墙炸塌！

浓密的烟尘随着坍塌的墙壁腾空而起，战士们呐喊着向缺口处涌了上去，密集的机枪子弹从他们头顶上呼啸而过，劈头盖脸地向城墙顶端扫了过去！

日军不甘示弱，用凶猛的火力死命阻击后续部队前进，然后出动数十名肉弹封堵缺口，双方你来我往，杀得难解难分，靠近城墙的街上，几乎铺满了一层尸体！

二十多分钟之后，兵力消耗殆尽的日军终于支持不住，从城墙上溃退了下去。然而，他们刚刚下到城墙下面，中国军队就呐喊着冲了进来，用凶猛的进攻打得他们连连后退，没等稳住阵脚，起义的市民就把日军背后的十几栋房屋全部点燃，用浓烟和烈火把他们赶到中国军队面前！

8点40分，最后一名日军士兵倒在血泊之中，嘉义县城宣告光复！

10点30分，台湾军团司令部与主力部队一起赶到嘉义县城，随即派出一个步兵团向西部海岸推进！