配屬了突擊縱隊準備營的46師攻擊了幾乎半天，又打退了日軍59聯隊的一次反擊，可以說27軍方向的戰鬥有所減弱，雙方都需要短暫休整，而在三義集的東郊方向，74軍的攻勢在午後達到了最猛。
對三義集日軍核心陣地展開攻擊，是由27軍和74軍共同負責的，74軍攻擊的主力是第51師，其發起攻勢的時間要晚於第27軍所部，爲了加強攻擊力度，經過協商，邱清泉將突擊縱隊下屬的一個輕戰車排配屬給了第51師，用於攻擊，51師的目標是三義集以東，以柴樓爲核心的日軍防禦陣地，參加攻擊的部隊是51師下屬151旅的302團。
在配屬的三輛輕型戰車到位後，302團對柴樓陣地發起了攻擊，攻擊之前難得的使用了山炮對日軍陣地進行了炮擊，團長紀鴻儒親臨一線指揮，302團所屬的攻擊部隊很快以戰車爲前鋒，對柴樓陣地發起了衝鋒，柴樓附近的地勢較低，日軍一面佔據了該地，同時又在制高點一帶佈防，防守可以說是相當嚴密，衝鋒的302團在連排長打頭帶領下，猛衝了過去。
三輛戰車爲前鋒，步兵在其後跟進，和絕大多數的**一樣，51師缺乏步坦協同的經驗，衝鋒的過程中步兵和戰車之間的距離過遠，而且部隊中也以新補充的士兵居多。
51師在南京保衛戰後傷亡慘重，補充了大量的新兵，武器上的缺口更大，中正式和進口的步槍補充不夠，就只能補充漢陽造，士兵們有的拿着中正式，有的拿着比利時製造的步槍，還有的拿着發射七九圓頭彈的漢陽造步槍衝鋒，步兵衝鋒的隊形有些混亂的在戰車後方展開。
突擊縱隊的三輛cv35戰車衝在隊伍最前方，三輛戰車碾過地面，激起了一陣陣煙塵，發動機發出了十分難聽的聲音，突擊縱隊裝備的這批意大利製造的cv35戰車，是抗戰前由意大利購買的，性能相當一般，說是差也不爲過，裝甲薄弱，和日軍的九四式輕裝甲車差不多，主要火力是兩挺八毫米口徑的車載機槍，威力有限，射角也有限，突擊縱隊裝備這批坦克實在是屬於缺乏裝備的無奈之舉，一個整排的戰車，引導着步兵，衝向了柴樓附近的日軍防禦陣地。
柴樓陣地，日軍在低窪處以步兵主力防守，經過加強的一個步兵大隊一千餘人駐守在這裡，面對攻來的中**隊，日軍如同往常一樣，等待着中**隊進入開火距離，在日軍陣地中央，還部署了兩門九四式三十七毫米戰防炮，中**隊衝鋒的速度越來也快，戰車距離日軍的陣地也更近，一般情況下，日軍的反坦克炮多在兩百米距離內開火，九四式的殺傷力較弱，爲了提高殺傷效果，日軍指揮官特意下令延遲開火。
戰車又走過了幾十米，進入一百五十米距離內，日軍反坦克炮組的指揮號旗迅猛落下，兩門反坦克炮炮口爆發出了橘黃色的火焰，三七口徑的反坦克炮彈朝着同一輛戰車射去，擊中了一輛戰車，cv35薄弱的裝甲頂不住炮彈，矮小的戰車當場就被擊毀。
“衝上去！”跟進的302團軍官看到戰車被毀，立刻下令步兵加速衝鋒，將近三百名步兵加速衝向了柴樓陣地，反坦克炮開火後，日軍開始以猛烈的火力攻擊後續的**步兵，輕重機槍和擲彈筒陸續開火，**士兵們遭到攻擊，衝在最前的官兵倒下了一片，其中不乏帶隊攻擊的連排長們。
“散開！”隊伍中的軍官們組織士兵們分散開來，向前推進，剩餘的兩輛戰車還在無畏的前進，車上的雙聯八毫米機關槍朝着日軍的陣地上開火射擊，車載機槍發射的子彈打中了日軍陣地上的幾個步兵，沿着通往柴樓陣地的大路上繼續發起衝鋒。
恢復了秩序的302團步兵們跟在戰車身後，希望以戰車爲掩護前進，隊伍中由老兵掌握的輕機槍停了下來，架設機槍，對日軍的陣地開槍射擊，捷克式輕機槍和戰車上的八毫米輕機槍槍聲交織在一起，夾雜着零星的步槍聲，構成了302團的掩護火力。
302團步兵在連排長的組織下散開隊形，在機槍火力的掩護下艱難前進，每前進一步都要付出傷亡，攻擊的過程中兩輛戰車陸續遭到攻擊，被擊毀在日軍的陣地前，戰車的不斷衝鋒，爲的就是儘快攻進日軍陣地。
“活捉土肥原！”
302團隊伍中的一名連長高喊道，攻擊的部隊逐漸接近了日軍的主陣地，，前方日軍低窪的柴樓陣地就在眼前，受到鼓舞的士兵們衝過了戰車的殘骸，衝向了日軍低窪的主陣地。
日軍的主陣地較爲低窪，可在兩翼相對高聳的地帶，日軍卻狡猾的將兩個重機槍中隊和兩門步兵炮佈置在了此處，並且一直沒有開火，看見中**隊衝向了低窪處的主陣地，佈置在高聳地帶的重火器突然開火射擊，衝鋒的中**隊近半數暴露在了重機槍的槍口下，一時間槍炮齊發，302團的士兵們眼看着就要衝入陣地，卻遭到了從側翼打來的槍炮攻擊。
將近三分之一的人倒在了突然開火的日軍重火力下，只有部分老兵冒着死向日軍陣地投出了手榴彈，手榴彈給日軍造成了不大的傷亡，在日軍的伏擊火力下，進攻的302團步兵傷亡慘重，在步兵炮的炮擊下，不時有殘肢斷臂飛被炸的四處亂飛，302團攻擊部隊中的連排長們親自帶有衝了幾次日軍陣地，可惜全部都未能奏效，在日軍的火力網前敗下陣來。
在猛烈的火力下只得向後撤去，302團的軍官們努力控制着部隊，沒讓撤退中的部隊轉變爲大規模潰敗，總算是較爲有序的撤出日軍的有效射程。
第一次攻擊失利，302團在日軍陣前留下了將近一百具屍體和三輛燃燒的戰車殘骸，攻擊部隊在日軍主陣地附近停留的時間不超過十分鐘，位於一線指揮的302團團長紀鴻儒嘆了口氣，放下了手中的望遠鏡，第一次攻擊失利，根據日軍的火力，紀鴻儒也能猜的出來日軍的大致兵力，一個大隊的兵力，有重機槍，有身管炮，還有打坦克的速射炮，他302團的二百多人能能拿下來纔怪了。
“向報告旅部戰況，重新組織進攻！”