8月29日凌晨4時，孫傳方命令集中所有火炮於龍潭以北的江邊陣地之上，總共集中日式38式野炮12門、其餘野炮6門，克魯伯山炮4門，共計22門火炮，向著長江南岸的北伐軍前沿陣地，實施覆蓋式炮擊。
北洋軍的炮彈大部分落在，東路白崇喜部據守的鎮江至龍潭鐵路沿線，少部分落在南麓何應親部防守的東陽鎮以北丘陵之上，北伐軍前沿陣地戰壕多處被轟塌。
炮擊持續了整整兩個小時，隨後孫傳方命令部隊分三路向前發起了衝鋒。
左路由段承澤第9師，上官雲相第4師，合計一萬兩千餘人，從龍潭鎮以南向何應親第一軍第一師劉智部防守的陣地衝鋒，目標為突破東陽鎮防線，直插南京東南門戶。
中路由李保章的第8師加鄭俊言的第10師合計1萬餘人組成， 從龍潭車站以南向白崇喜東路軍的第三師衛立皇部所守陣地發動進攻，目標是擊破鐵路路線，將北伐軍東西分割。
右路由第13師、第14師，合計約八千餘人，從黃龍山、青龍山高地向南俯衝，攻擊桂系第七軍的側翼，將西路軍趕回至棲霞山防線。
孫傳方本人於水泥廠親自督戰，他再次向全軍發出口號。
“不許任何人後撤，臨陣退縮者當場格殺勿論。”
省聯軍士兵大部分身背大刀，手裡端著步槍，在後方督戰隊的督戰之下，奮勇向前。
上午8時，五省聯軍左路軍一萬兩千餘人，推進至劉智第一師防守的大石山，雷台山兩座丘陵之下。
隨即聯軍第10師派遣了兩個團約三千餘人向大石山守軍陣地發起了猛衝。守軍是第一師第2團，兵力僅僅只有一千餘人，但是他們絲毫沒有後撤之意。
就當敵軍衝近至前沿陣地100米處時，北伐軍第2團團長命令部隊立刻開火，幾挺重機槍噴射著火蛇，北洋軍的第一次衝鋒被打退，但是絲毫不妨礙北洋軍再次襲來。
北洋軍第二次衝鋒接踵而至，北伐軍一時難以招架，上午九時，孫傳方帶領了10師第1團突破了大石山北側陣地，隨即與第2團展開了激烈的白刃戰。
刺刀拼殺、槍托互砸、大刀對砍，喊殺聲、金屬碰撞聲、慘叫聲混合在一起，響徹了整個山谷，陣地反覆易手五六次，每一次北伐軍都能奪回陣地，同時在陣地之上留下一層屍體。
雷台山方向，戰況幾乎和大石山一致，陣地反覆易守，雙方部隊傷亡慘重，激戰至中午11時，大石山、雷台山陣地依然在北伐軍手中。
孫傳方在後方看在眼裡，急在心裡，於是他當即將預備隊第11師，投入到了正面戰場進行戰鬥，繼續向東路白崇喜部施壓。
白崇喜在鎮江前線指揮部內，透過電話、電臺等手段與前線各師保持聯絡，不斷下達命令來調整北伐軍的兵力部署。
當日下午兩點，白崇喜感覺東路正面北伐軍壓力突增，他立刻判斷為孫軍預備隊也已全部壓上，此時後方應該極為空虛，遂電令正在趕來的第21師陳城部不必進入龍潭正面，而是加速繞至龍潭以東的下蜀街，從側後突襲孫軍，切斷其去往江北的通道。
8月29日深夜11時，北伐軍三路大軍集結完畢，李宗人從南京發來強硬的總攻命令，要求各部長官必須親臨前線進行督戰，無論官兵，但凡有畏縮不前者，一律就地正法。
8月30日拂曉4點半，北伐軍的炮火率先打到了孫傳芳，五省聯軍的陣地之上，黃龍山、青龍山高地，龍潭車站，水泥廠附近的孫軍集結地，均遭到北伐軍的炮擊。
炮擊持續了半小時之後，隨即開始向五省聯軍陣地延伸，8月30日拂曉5時，北伐軍西、東、南三路部隊，同時向位於龍潭的孫傳方五省聯軍發起了總攻！
西路軍由第七軍軍長夏威進行指揮，目標是奪取烏龍山炮臺以及黃龍山高地，由於北伐軍炮火很少，山地攻堅只能憑藉敢死隊硬衝，
從凌晨5點激戰至上午8點，
第七軍第一師李明銳部終於攻克了烏龍山外圍陣地，離烏龍山炮臺僅百米距離，此時炮臺內的孫傳方聯軍卻憑藉堅固的工事進行了死守，一時之間，第七軍第一師竟沒能攻下炮臺。
與此同時，第七軍第三師士兵正於黃龍山山頂之上，與五省聯軍士兵展開白刃戰，刺刀入骨，發出刺啦刺啦的聲音，山頂之上，慘叫聲不絕於耳。
與此同時，白崇喜指揮的東路軍薛月部，衛立皇部，陳城部都基本達成了作戰目標，薛月部推進至龍潭車站以東約兩公里處，衛立皇部已經突進水泥廠外圍院落，陳城部已經急行軍抵達了下屬街，形成了對聯軍的東側包圍。
何應欽指揮的南路軍劉智部、塗四宗部，也已順利攻克龍潭鎮外圍的全部據點，兵臨龍潭鎮城下。
8月30日，北伐西路軍率先攻克了黃龍山、青龍山，隨即立刻在兩座高地之上架設起機槍和迫擊炮，對著龍潭鎮內和長江邊的聯軍陣地進行居高臨下的俯射。
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