石大山攻防战的胜利，有力地支援了主阵地官道口的反击。日军曾以数千人马围攻官道口，被陈子坚师顽强地打了回去。日军在石大山受到重挫，增强了中国军队必胜的信心。陈子坚果断地下令准备反攻。
5月25日拂晓，陈子坚师向石大山南坡的日军发起攻击。从山坡向上仰攻时，因山峻岭秃，树木稀少，日军用大炮轰击和重轻火力阻击，攻击进展困难。天气炎热，官兵们汗流浃背，口渴难耐，却得不到水的供应。拖延下去，久攻不下，后果不堪设想。这时，团长来到前线组织进攻，士兵们勇气倍增，奋不顾身地向日军猛冲。连长张国华指挥全连向山头冲击，冲锋号吹响，排长余得水振臂高呼：“弟兄们，跟我冲啊！”
其他营连相继冲杀，喊声连天，声震山岳。正在此时，中美空军派来六架飞机助战，对日军扫射轰炸，投掷燃烧弹。日军阵地浓烟四起，火光冲天，官兵被炸得人仰马翻，哭爹叫娘。守军一鼓作气，勇猛冲杀。日军抵挡不住，纷纷向西北方向撤退。陈子坚的殷团和王团抢占了石大山几个山头，缴获一批武器弹药。