据日本战史载，当日，太田大尉向第33军司令部发电，云：“……官兵经两个多月之战斗，今仍遵照藏重部队长之遗训，继续顽强奋战中，悉请放心。目前之状况已乏善可陈，未能详细报告甚感遗憾。兵团主力方面之战况如何？请不必顾虑卑职等，尚祈继续战斗。只是迫切渴望有手榴弹，若有可能，烦请强行补给为祷。”但吉野孝公说，太田还曾向56师团发电，大意为“城内被围得死死的，无法再忍受士兵一个个被杀掉，请允许我们冲出城，开展游击战……”但师团方面却态度强硬，仍下令死守。这封电报后来也没有刊入战史。21日，腾冲日军兵力已减至640人，其中含伤员100余人。
8月25日，霍揆彰电令此前在龙川江之线担任警戒的第130师，以两个营仍担负原任务，其余均开赴腾冲东门外，加入攻城作战。此后，第54军与第53军以南门亘北门中轴线为界，在西城、东城展开竞赛式巷战。其间战斗之错综复杂，难以详述，仅举一例：
30日，116师从城东进入。348团攻打到文昌宫以北时，在一座大钟前再也无法前进。这是一口铸造于公元1450年的铜钟，高1.9米，口径1.4米，钟身厚达2厘米。在大钟的腰身部位，一挺机枪从一个奇怪的孔洞里探了出来，原来有一名日军躲藏在倒扣的大钟里。至今人们也不清楚，日本人是怎样凿穿了厚如坦克装甲般的铜壁。348团团长毛芝荃命令以重机枪、手榴弹集中瞄准大钟，但一顿狂轰滥炸后，却不见大钟被炸开。直到4天以后，大钟里的枪声停止了，几十名士兵冲上去掀翻大钟，才发现里面的日本兵弹尽粮绝，而人则是被震得耳鼻流血而毙命的。
由于部队推进太慢，霍揆彰于当日发出严电，云：
……目下困据城内之敌，能作战者不过三百余人，我围攻部队之兵力与火力依最低限度计算，亦在十余倍以上。纵令残敌如何顽强，工事如何坚固，安有不能一举歼灭之理？而时日稽延、大功未成者，全在我各级指挥官无必胜之信念与必死之决心耳。言念及此，能无惭悚？
在如此刺激自尊心的电报面前，指挥官们只能沉默无言、咬牙发愤继续严督部队攻击。终于，9月7日，中路第198师率先扫清西城残敌抵达北城墙下，又奉命折向东部，与推进较缓的第53军合力围歼最后的日军。在翻阅战史时，常常可以看到同在一个集团军序列中，“嫡系”54军对“杂牌”53军的优越感。但按日军部署，21日南部正面为300人，西城为70人，东城为120人，太田大尉掌握150人居中，可见东城力量明显强于西城。54军有3个师，而53军最初仅有一个116师作战，130师很晚才开来。以此而观，似不应对于这支“九一八”后即丧失家园的东北子弟兵过于苛责。
9月9日，预备第2师第6团在城北财神庙的一处民居内，俘虏了十余名日军慰安妇和汉奸，其中包括腾冲日军行政班本部长田岛寿嗣的老婆蔡兰惠，及田岛的台湾籍翻译官白炳璜。因日军内部怀疑田岛通过蔡兰惠泄露了军事秘密，日军第56师团在战前将田岛从腾冲调至芒市，将其与蔡兰惠分开。蔡兰惠此时怀孕临产，于被俘前在一处战壕内分娩一男婴，由白炳璜以刺刀割断脐带为其接生。被俘后的白炳璜向我军表示要立功赎罪，供述次日上午将有日军飞机前来空投助战。据此，我军立即与第14航空队协调，准备迎击。
