激战半夜，三井大部为我军占领，敌人被压入北面残堡之中。但还仗着大炮的优势与我军形成了对峙。
这一仗的关键在于能不能拿下敌人的炮兵阵地。七一七团把这一艰巨的任务交给了一连二排，排长杨时雨带领全排战士不顾敌人的炮火，踏着敌人横七竖八的尸体，勇猛地冲上了位于敌人炮兵阵地的北堡高墙，把一束束手榴弹投向敌人的炮兵阵地，以迅雷不及掩耳之势，将还在发射中的敌炮兵歼灭，缴获山炮一门，俘敌十余人。
敌人在丢掉炮兵阵地后，完全处于被动挨打的境地，只好寄希望于五寨之敌增援。
盘踞在五寨的敌人，已发现三五八旅给他们部下了天罗地网，不敢轻举妄动，只好死守在五寨城。
待到11日晨，三井镇残敌待援无望，只好乘我军重新发起进攻之间隙，向五寨逃窜。
逃至麻子涧沟时，又遭我军三五八旅伏击，伤亡惨重。由于阎军赵承绶部骑一军过早撤出阵地，使敌人逃窜到五寨城。
三井一战，我军击敌300余人，俘敌28人，缴获步枪数十支，其它军用物资一部，缴获一门山炮，这是一二O师在抗战中缴获的第一门炮，后被贺龙师长命名为“功臣炮”（现陈列在中国革命博物馆）。
三井战斗后，部分参战部队和县城群众在岢岚县城开了祝捷大会。
