战斗经过
18日拂晓，刘放吾部署113团在英军轻战车及火炮支援下进攻北岸日军。。至午后击溃当面日军，迫使第9中队撤退到拼墙河以南(一说为高延大队两中队)。3营随即渡河追击，试图歼灭该部日军，但为南(左)岸日军(第9中队)所阻。
同时，南面撤退而来的英缅军第1师一部(据日军判断，兵力约4000人，15辆坦克、大炮15门、至少300辆汽车)首先与中井部队前方据点接触，随即向作间部队主力发起攻击，试图突破仁安羌。但因仁安羌附近地形高低起伏交错，且沟壑纵横，极度不利于装甲部队作战。英缅军虽猛烈攻击，但未能打通公路，直到黄昏停止攻击。撤退途中的英缅军第1师本来士气低落，加之被日军切断退路和水源，虽有优势兵力，但无力独自打通退路，请求中国远征军继续攻击。
33师团收到截获英缅军第1师主力的消息后加速进军，步兵214联队第1大队(德重大队)18日傍晚首先与中井部队会师。其他部队也预计于20日会师仁安羌一带，聚歼英缅军。
18日黄昏，苦战一天后的作间大佐整理部队，将所有部队(包括前出的中井大队和高延大队，以及来增援的德重大队)都集结于仁安羌东北角。此时仁安羌一带日军总共只有214联队加山炮兵第3大队，另外1个工兵小队和卫生队等等少量辅助部队。
19日拂晓，被困英缅军再次集中全部火力，猛攻东北角，北面国军也同时加强兵力发起攻击。日军以1个中队增援北面渡口，另以德重大队向侧背突进逆袭。
应英方要求，刘放吾最后决定，以右翼1、3营为主攻，左翼2营为佯攻掩护。18日深夜刘放吾派113团1、3营在2营掩护下涉水偷渡，于凌晨在南岸展开。拂晓发起攻击。1营、2营在英军装甲部队和炮兵全力协同下，与英缅军南北夹击，攻入仁安羌核心油田区，英军装甲部队也攻入三岔路口，但无力再突破日军封锁。113团与日军增援部队反复争夺501高地，三失三得，于14时完全攻克501高地，3营营长张琦在战斗中牺牲。刘团长指挥113团占领控制整个战场的501战略高地，再于午后三时攻入最后一道封锁线敦贡村，自此油田区全部为我军克复，英军主力得以突围而出，被俘官兵及被困英美传教士、记者和侨民等亦陆续被救出 。
根据远征军第一路军司令长官罗卓英和林蔚20日分别致蒋介石密电，19日战斗日军伤亡500余，国军伤亡百余，英军伤亡不详。据孙立人回忆录，本次作战第113团参战人员1121人，阵亡204人，伤318人。另据邱中岳，日军伤亡千余，国军伤亡522人。至于随军的孙克刚《缅甸荡寇志》和王楚英回忆录等等所云“日军遗尸1200余具”，殊不可靠。
战后，113团在仁安羌以南布防，师直属队和112团于20日黄昏到达拼墙河北岸布防。日军方面，荒木部队和原田部队分别于19日下午和20日凌晨到达仁安羌。20日上午113团在仁安羌以南与日军增援部队接触。孙立人于20日下令，准备21日发起进攻，但英缅军军团长斯列姆转来密函，告知第5军已然转进。孙立人被迫下令梯次掩护撤退。21日日军第33师团占领仁安羌
作战评价
不得不承认，英缅军这种殖民地部队的战斗力，远不如正牌的英国陆军，7000英军被3000日军就给切断了退路。究其原因，从战略上说，整个缅甸英军从上到下战斗意志不强，保住印度才是英国远东战略的重中之重，缅甸是可以放弃的。从战术上说，由于空中力量的缺失，英缅军第1师在撤退时根本没有觉察到作间部队的穿擦，被突袭后惊慌失措，让日军占领了战术要点。从后勤上说，日军切断了英缅军的水源，在缺水的请况下作战，人的战斗力也要大打折扣，这一点在英缅军第1师师长斯考特向英缅军第1军团军团长斯利姆的电报中写得很清楚。从地形特点来说，仁安羌地貌特殊，出城公路唯一的要道一旦被日军封锁，没有外力增援请况下仰仗机动行进的英军很难打开缺口突围，加之追兵随时赶至，这也是斯利姆紧急求援的主因所在。
日军作间部队的迂回突袭战术成功，快速穿擦打了英缅军一个大大的闷棍。但由于迂回兵力不足，日军在战略制定时即明确214联队主要作战任务是在北面平墙河一线封堵住英军退路，待师团主力推进至再共同围歼英军。经过多日迂回日军也相对疲惫，在面对国军毫无保留的猛攻下连续败退，面对中英两边夹击兵力亦不足，最终封锁线被113团打开，作间不得已主动收缩退到仁安羌以南以等待师团主力增援。
113团早年在湖南长沙、贵州都匀等地整训磨炼出较高战斗力，招募士兵多为湖湘子弟，作战时同心同德，团长刘放吾经历过两次淞沪会战、武汉会战，实战指挥经验丰富，英军配属的火炮和坦克战斗中也发挥很大作用。18日晨发动攻击时，平墙河北岸日军凭借构筑工事固守到午后四时被击溃，退到南岸凭借崖壁天险继续防御。由于地貌限制，英军配属113团的坦克无法渡河掩护步兵进攻，故18日113团只攻破日军平墙河北岸防线。19日拂晓，113团三个营再趁黑渡河，最后合拢向控制整个战场的501高地方向猛攻，日军增援的德重大队亦投入到501高地，两军最后卷入白刃战。最终还是113团凭借严格整训爆发出的战力击溃日军，进而攻破日军敦贡村防线并救出200余英军战俘，黄昏时分英军主力最终得以突围而出。傍晚及夜间日军33师团主力相继赶至，若非113团战士们拼力打开缺口，英军难逃生天。
作战意义
仁安羌大捷，在军事上来说是一个奇迹，中国军队以少胜多，以客胜主，以寡救众，这一仗，不但表现出中国军队是有严格的训练和旺盛的士气，更表现出中国的指挥官有卓越的将才，有优高的判断能力，有超人的战术眼光，有胆大心细的断然处置。充分发扬了中国军人舍己救人和不背盟信的美德。
作为中国远征军在第一次缅甸作战期间取得的胜利，仁安羌大捷极大鼓舞当时国人及盟军士气，同时挫败日本帝国主义的嚣张气焰，增强国人对中国军队对抗日本军队之信心，扭转西方国家自鸦片战争以来对中国军队固有偏见和歧视心态，得到英军乃至整个西方世界的认同和尊重。
此役证明在训练有素装备齐整的前提下中国军人战斗力甚至强于日军。仁安羌作战成功解救英军得到英国人尊重，使中国军队撤到印度蓝姆伽开设训练营得到英方提供便利，为日后驻印军缅北反攻打通援华物资交通命脉创造有利条件。
日军未能在英缅军破坏油田之前抢占仁安羌油田区，也未能歼灭英缅军第1师主力，从这个意义上说，日军未能达到作战意图，是失败的。而仁安羌被拯救的英军部队得以保存有生力量，经过印度的重组和整训，后由斯利姆指挥赢得英帕尔会战胜利，阻断日军与德国会师中东计划，为二战整体战局做出重要贡献。
