為了盡量保護廣州的民居和老建築，一軍的飛機飛到北京路上空，對正在撤退的日軍指揮機構和政府機構進行了有限的掃射和轟炸。
南面方面軍獨立第二師和桂滇方面陣獨立第二師的士兵收到日軍指揮部和政府機構正在撤退的消息，加強了對正面日軍陣地的進攻。
如果能殲滅日軍的指揮部機關，廣州市日軍就會陷入混亂。收復廣州市的戰斗也會提前結束。
在一軍兩個師從兩面加強進攻的同時，日軍也加強了防守。
雙方的戰斗反復拉鋸，陣地反復易手。
陣地剛被一軍的士兵佔領，很快日軍又安排敢死隊員綁著炸藥包將陣地奪回來。
經過一軍士兵前赴後繼的浴血奮戰，南方方面軍獨立第二師三團率先突破了日軍北京路的防線。但是這時候日軍北京路104師團指揮部已經撤離。
這時候北京路民房里還斷斷續續傳來零星的槍聲。
三團長安排一營負責剿滅殘存的日軍，他帶著二營和三營繼續搜索日軍憲兵指揮部和其他政府機構。
這時候桂滇方面軍獨立第二師一團也突破了日軍西南方向的防線，與南方方面軍士兵在北京路會師。
經過短暫的興奮後，桂滇方面軍一團轉向進攻上下九路和十甫路的日軍。但是他們遭到與南方方面軍一樣的情況，這里的日軍指揮機構和政府機構已經全部撤離。
南方方面軍新編第一師收復越秀日軍南支派遣軍憲兵隊隊部舊址在原明清時期警務公所，民國時為廣東警察廳、廣州市公安局所在地，位于越秀區相關區域）
還佔領了日軍波字第 8604 部隊指揮部。
日軍波字第8604部隊對外稱“華南防疫給水部”，該部隊是 731 部隊分支機構，主要進行細菌及鼠疫實驗等罪惡活動。
新編第一師二團長保留了日軍“華南防疫給水部隊2的相關罪證資料以後，將那些設備摧毀。
部隊繼續前進，在北京路附近與南方方面軍二師的部隊會合。
兩個師的部隊士兵隨即繼續向北追擊逃竄的日軍。
桂滇方面軍也由上下九路，石甫路向北追擊逃竄的日軍。
日軍設在北京路，石甫路的指揮機構和政府機構在北撤與23軍軍部會合的過程中，不斷遭到一軍戰斗機和轟炸機的有限掃射和轟炸。傷亡不小，情況相當狼狽。
一軍三個師在向北搜索進攻的時候，不時遇到日軍部隊的阻擊。
日軍阻擊部隊越頑強，說明一軍距離他們正在撤退的指揮機構和政府機構越近。
由于日軍的指揮機構和政府機構是坐車撤退，而且墊後的日軍阻擊也相當頑強。一軍的三個師先後與日軍墊後的部隊激戰，都沒能追上日軍的指揮機構和政府機構。
傍晚，日軍越秀的104師團等指揮機構和政府機構撤到天河23軍軍部。
一軍三個師追到天河外圍時村鎮時，遭到了日軍主力部隊的頑強阻擊。
一軍三個師先後停止了追擊，構築工事，防止日軍反撲。
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