营迂回西侧窄巷，以火焰喷射器压制基座底层射击孔，一营正面牵制，二营攀周边民居屋顶居高临下扫射上层楼阁，压制日军机动兵力。
火焰喷射器班组抵近基座死角，两道火柱灌入射击孔，烈焰窜入内部引燃木质构件，日军惨叫奔逃，部分冲出基座反扑，被机枪扫倒，残余20余人退守鼓楼顶层，负隅顽抗，投掷汽油瓶引燃下层楼板，浓烟升腾遮蔽视野。
团长下令暂缓强攻，以迫击炮发射燃烧弹覆盖顶层，14时12分，顶层木质结构大面积起火，日军残兵被迫跳楼求生，落地即被外围步兵制服，鼓楼基座随即被爆破班炸开缺口，部队入内肃清，俘日军73人，其余悉数焚毙或击毙。
鼓楼攻克消息传至前线指挥部，吴奇伟电令各部收紧包围圈，对铁路大楼实施三面压缩、一面留西向虚口，布设机枪阵地与反坦克壕，逼残敌突围再行歼灭，减少攻坚伤亡。
14时30分，大楼内部日军粮弹耗尽、通风断绝，吉田经太郎召集残余军官会商，突围不成则集体玉碎，传令兵试图从西侧破墙而出联络残部，被预设机枪射杀，绝望之下，日军残部分两股从缺口与西侧破损窗口冲出，一股扑向三营7连阵地，遭交叉火力收割，遗尸67具；一股沿铁路路基西窜，遭预先埋伏的211师633团2连截击，15分钟内溃散，28人被迫缴械，其中含负伤的吉田经太郎，其左大腿中弹，被士兵从地下室抬出时，军服沾满尘土血污，神情颓丧。
14时45分，最后一名藏匿于地下管道的日军工兵被搜出，铁路大楼升起我方旗帜，九江老城全域肃清。各营随即展开街区扫尾：逐户排查地窖、夹墙、阁楼，收缴散落武器弹药，扑灭余火，救助被困平民，封存粮库、车站物资，政工人员沿街宣讲安抚，卫生队扩设临时救护站，收容受伤百姓与日俘，城防要点由各连分兵驻守，江岸码头快速恢复通航，后勤车队沿正街入城补给。
清点战果：此战历时10小时，全歼日军第13师团驻九江主力10000余人，毙俘师团长吉田经太郎中将以下军官和普通士兵2000余人，缴获轻重机枪179挺、火炮23门、步枪8100余支、弹药辎重无数；我
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