辽阳，沈阳最后的屏障，也是辽宁中部最重要的交通枢纽和军事重镇。日俄战争期间，日俄两军出动超过35万大军以争夺辽阳，最终双方共付出了4万多人的惨重伤亡。而眼下，东北军和日军围绕着这座咽喉重地又爆发一场惊天动地的血战。踏着第16师团的累累尸骨，第6师团几乎兵不血刃就占领了本溪，随后在师团长坂本政右卫门中将的指挥下，全师团朝着辽阳猛扑而去。已经只剩下一口气的第16师团则彻底丧失“成为日本陆军第三王牌部队”的机会，只得驻守在遍地瓦砾尸骸的本溪废墟里承担“后勤运输大队”的作用。第6师团顺着太子河一路向西，于12月25日兵临辽阳城下，旋即发动了排山倒海的攻城。
辽阳的东北军包括第101师、第1骑兵旅、第5骑兵旅、独立第1和独立第5炮兵团，第101师除了第501团齐装满员外，其余三个团都已经油尽灯枯，全师步兵人数约1.2万余，包括5000多名正规军士兵以及7000多名紧急补充进来的本溪保安团和农业屯垦团的预备役士兵，第1和第5骑兵旅基本完好，两部总计7000余骑兵，第1和第5炮兵团在本溪战斗中损失惨重，但东北强大的军工业使得这两个炮兵团在辽阳迅速得到了400多门大口径火炮和上万发炮弹的补充，因此又恢复了战斗力。但总体来看，由于第2师团也即将赶到，辽阳的东北军基本是处于敌强我弱的境地里。
惊天动地的喊杀声和地动山摇的炮火声中，蜂拥扑向辽阳的第6师团与守城的东北军迅速把半个辽阳淹没在了血海中。第501团在团长兼副师长王铁汉上校的率领下，已经趁着本溪血战的几天几夜间争分夺秒地在辽阳构建了比较完善的防线，使得本溪血战的场面翻了数倍地再度重现在辽阳战场上。虎啸般的怒吼声和狼嚎般的嚎叫声中，守城的东北军和攻城的日军疯狂冲击、殊死搏杀，撞击开无数的腥风血雨，位于辽阳东部和东南部的几道最前沿的阵地霎那间就被双方士兵的尸体给填满了。凶悍野蛮得从来不知道死是何物的第6师团的两腿机器们与誓死决心捍卫辽阳和沈阳的东北军官兵们发疯地血战，上百架日机对狼烟冲天的辽阳狂轰滥炸，东北军的炮兵则以铺天盖地的毒气弹还击日军；东北军的阵地上血火冲天，日军的阵地上毒烟滚滚，双方刚刚一开始就彻底杀红了眼。短短一上午，东北军和第6师团累计就战死战伤了一万多人。
萧浩然毕竟是第101师的参谋长，虽然他此时还不知道在哪个山沟里找着回辽阳的路，但王铁汉十分坚决地执行了他的指示“不需要在乎一城一地的得失，要进行焦土毁城的战术，只要让日军没几个人能抵达沈阳城下，我们的这场防御作战就成功了”。在王铁汉的命令下，守城东北军奋力抵抗了一上午后，开始放弃辽阳城东的城外防线，向城区内收缩。食髓知味且如蛆附骨的日军立刻蜂拥着扑上了东北军在辽阳东部城垣上的防线。
辽阳是东北最早建立的城市，拥有2400多年的历史，战国时的燕国、东汉末年盘踞辽东的公孙氏诸侯、曾统治东北大部分地区的高句丽、击败高句丽后攻陷辽阳的唐军以及女真后金等众多占据辽东的势力都高度重视辽阳对于整个辽东的重要性，因此对都辽阳进行了反复的筑城加固，使得此时的辽阳拥有众多的古城墙。在辽阳修建防御工事的东北军就地取材，使得那一道道历经千百年风雨的古城墙成为东北军的一条条防线和一个个火力点。此时东北军放弃并被日军占领的城垣是高句丽在一千四百年前修筑的辽东城残部，墙厚池深、坚固宏伟，城垣上的一个个角楼成为东北军的一个个机枪堡垒，一个个藏兵洞成为东北军的一个个步兵炮阵地，据守在上面的东北军居高临下地痛击日军，使得战斗刚刚发生半天，这里的战争场面就惊心动魄、惨不忍睹。占据在高处的东北军奋力开火，城垣下电闪雷鸣、烈火冲天，一批又一批冲上来的日军被射杀轰击得血肉横飞、四分五裂，成片成片地滚滚倒地。数十门日军各口径的火炮朝着狼烟蔽日的辽东城猛烈轰射，一波接一波的炮弹划破空气尖啸着一头扎来，旋即炸开了遍地升腾的火球。城上城下，天塌地陷；墙内墙外，腥风血雨。被日军炮弹直接命中的东北军阵地立刻碎石横飞，奋勇还击的东北军齐齐尸骨无存或者被高速乱舞四溅的砖瓦击得脑浆迸溅；巨大的气浪和震波飓风般冲击横扫着城垣，一些猝不及防的东北军被震得七窍流血，或者被气浪四仰八叉地抛向天空，继而落地后摔为肉泥。在火炮的掩护下，后续的日军蝗虫般继续猛扑而来；而在城垣上，彷佛杀不绝、死不尽的东北军士兵继续在烽火硝烟间血战，受伤的士兵拉响身上的炸药包翻身跃下城垣，和一片日军同归于尽。从南京来到沈阳调停战事的吴铁城、李烈钧、朱培德等人由于辽阳战火距离沈阳已经只有五十公里，因此也曾来到辽阳观战。任凭这几人都是身经百战、戎马多年的国民党元老，但也被辽阳的惨烈战事看得瞠目结舌。吴铁城后来是这样描述辽东城残部城垣的血战场面的：
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