公里外大范庄里的杜淑，闻听战报，忙集中大范庄附近全部伪军，亲自指挥向袁庄增援。八路军打援部队马上投入战斗，庄内的战士也改变策略，以少数兵力封锁袁庄内突围的伪军，集中大部兵力向其援兵反击。
19日10时左右，袁庄内外的八路军与伪军展开了激烈的肉搏战，善于打硬仗的八路军英勇无比，气势夺人，先后击退了敌援兵7次冲锋。敌多次进攻未能奏效，锐气已减。八路军抓住时机开始猛烈反击，增援的伪军溃败而逃。八路军骑兵团一部又在后面追杀一阵，增援的伪军逃到大范庄再也不敢出来了。
此时，袁庄内被围伪军在绝望中已大部投降。赵承金要求集中兵力歼灭最后2个大楼里的残余伪军。在八路军猛烈的打击下，楼内的伪军已军心涣散，混乱一片。伪师长李旭东枪毙了2个伪军，也稳不住军心。总攻时间一到，只听几声巨响，八路军战士用迫击炮轰击、炸药爆破，将楼墙炸开几处。守楼伪军纷纷举手缴枪。李旭东趁着混乱，越过围墙，涉水而逃。
袁庄战斗于19日下午3时结束，伪军2200余人被歼灭。
4分区趁热打铁，在当天晚上又向伪军军部驻地大范庄发动攻击。败将杜淑及残余伪军形同惊弓之鸟，闻风丧胆，未开几枪即向卫河以西狼狈逃窜。（赵承金：《忆卫南战役》）
整个卫南战役，八路军共歼灭伪军5600余人，收复和开辟了卫河以南地区。