23日晨,日军由三十里铺东进,占领南、北齐曹,并在炮火掩护下,向齐会村发起进攻,将第716团第3营包围于村内。日军数次猛攻,未能得逞,即施放毒气,焚烧房屋。第3营指战员英勇奋战,逐街逐院争夺,给日军以杀伤后,退守到村东一角。为使第716团第3营拖住进犯日军,完成调集部队围歼日军的部署,第120师以第716团第1营和第2营对敌实施反包围;以第715团第7连由东南增援第3营。第7连经奋战突入村内和第3营会合,增强了齐会村内的防守力量,形成了内外夹击态势。
日军进攻受挫,以炮火袭击齐会,并向其北面的大朱村发射毒气弹。贺龙及第120师司令部20余人中毒,仍坚持指挥,并及时作出阻击援敌,实施反围攻作战的部署。下午,第5团在麻家坞地区击退由任丘增援的日军300余人,第3军分区部队在大广安击退由大城增援的日军200余人,地方游击队牵制了由吕公堡增援的日伪军100余人,使进攻齐会的日军完全陷入孤立。与此同时,第715团、第2团第1营、第4团、第5团第1营,分别进占齐会以南的留古寺、西宝车和齐会以西的张家庄、四公子村,构成了对日军的反包围。当夜,第715团第1、第2营由齐会东北,第716团第3营及第7连由村中,同时向侵入齐会的日军实施夹击。日军腹背受攻,死伤惨重,向南撤逃。24日拂晓,当日军逃至马村附近时,遭第715团伏击,遂仓皇调头向东北方向溃逃。第715团穷追不舍。日军以少数兵力抢占找子营,依托村街房舍阻击八路军,掩护大部向南留路猛攻,企图继续向东突围。日军进至南留路,复遭从郭官屯赶来的第3团截击。贺龙当即调整部署,改为昼围夜攻。黄昏,各部同时向被围之敌展开攻击。日军被歼一部,余部退缩于南留路西南张家坟地。
25日凌晨,日军为突出重围,集中兵力、火力,先后猛攻我张曹村、南留路阵地,均被击退。至此,日军已丧失反扑能力,被迫掩埋尸体和枪械。黄昏,风沙骤起,残余日军80余人乘机突围,被715团追歼一部,仅剩40余人逃往河间以东的沙河桥据点。
这次战斗,共毙伤日军700余人,俘7人,缴获山炮1门、轻重机枪20挺、步枪200余支,取得了平原游击战中打歼灭战的经验,对推动华北平原抗日游击战争的开展起了重要作用。
战后,中共中央机关报《新中华报》发表社论,庆祝齐会战斗的重大胜利,称贺龙“是抗日前线的民族英雄”。蒋介石也发来慰勉电,称“贺师长杀敌致果,奋不顾身,殊堪嘉奖”。(新华社北京9月12日电)