5月3日，柳林车站失守的消息迅速传遍第五战区指挥部。
这一消息如同一颗重磅炸弹，轰然炸开了花，整个义阳重要节点被日军占据。
柳林失守，意味着义阳防线的空缺即将扩大，日军若从柳林突破，整个义阳战局将失去平衡，义阳有失则武城北方门户的大门将敞开。
李纵任在接到柳林失守的报告后，几乎立即作出了决策。
他命令第13师迅速调头，前往柳林方向进行反击：
“第13师立即北上，向柳林车站发起进攻，务必夺回阵地。”
与此同时，他还通过电报要求胡棕楠第一军从西侧进行牵制，为同盟军反击争取时间。
胡棕楠的反应相对迟缓。由于自己部队的压力过大，日军极有可能再次绕袭进攻义阳，他防区依然紧张，
此时胡棕楠的第一军正在螺山地区与日军第3师团的激烈交战中，他不敢轻易分兵前往柳林增援。
尽管李纵任的电报明确要求胡棕楠支援柳林，但胡棕楠的决策却显得犹豫不决。
义阳东部的战局依然胶着，第一军的主力正在与日军第三、十师团死磕，自己部队的兵力已经捉襟见肘。
如果此时派兵增援柳林，他的防线将会更加薄弱，甚至可能会导致整个义阳防线的崩溃。
胡棕楠内心的矛盾不断加剧，他对死守阵地的信念并不坚定，
尽管有此顾虑，胡棕楠却仍然不得不执行李纵任的命令。
最终，他决定将第一军的下属一个营沿铁路方向牵制日军。
5月3日傍晚，包国维率领模范师第一团迅速调整阵地，集结在柳林西口的山地地带，准备开始对柳林车站外围阵地的强攻。
包国维深知，若不尽快夺回车站，日军很可能借此作为突破点，内外双向突破同盟军的防线。
他部署第一团向日军防守的外围阵地发起攻击。
但日军同样知晓柳林车站的重要性，占据此处的第六联队防守异常顽固。
日军利用地形优势，布置了层层火力网，从山坡到车站外围的铁路沿线阵地，都设置了重机枪、迫击炮与火炮。
日军利用这些火力点和临时工事，形成了强有力的防守。
模范师第一团在猛烈炮火的掩护下，迅速向敌军阵地推进。
日军被密集的火力打得有些措手不及，在短短几分钟内，第一团便突破了外围的第一道防线，并成功摧毁了日军缴获的一处仓库。
然而，日军的第二道防线依然坚不可摧，反击火力越来越猛烈。
包国维立即命令小股部队从山地小道侧面渗透，开始绕到日军后方，准备给日军造成混乱。
这一战术成功拖延了日军的调度，但日军第六联队的防守依然异常顽强，没有出现崩溃的迹象。
与此同时，包国维通过电台通知第13师的赵寿山，要求其尽快增援，以配合模范师的进攻。13师的任务是从柳林南侧进攻，全面压制日军增援。
尽管模范师第一团在突破外围阵地后，成功打开了日军防线的缺口，
但柳林车站外围的战斗依然胶着，日军的反击异常顽强，许多日军开始发起自杀式攻击，身上绑着炸药包冲向模范师军士，
模范师伤亡情况开始加剧。
与此同时，青山店地区的第三师团也在积极行动，卯足了劲向柳林方向推进。
包国维从驻守青山店的机动总队发来的报告中得知，日军第3师团已经开始向青山店外侧进行突击，企图通过青山店与柳林车站日军会合。
这一消息令包国维警觉，第一军的支援并未如期到达，若继续集中力量在柳林进攻日军，青山店的薄弱防线极有可能会成为日军的突破口。
包国维迅速下令调整战略，将主攻任务交给了罗酌英的13师，他亲自带着第一团一半的兵力回防青山店，加强青山店的防守，
第一团团长李成斌率剩下的部队驻守在柳林外围，同时包国维也在向战区申请支援。
接过主攻命令的第13师开始向柳林车站内部发起猛烈的进攻。
