30日拂晓，第四军和第七军对直军阵地再次展开猛烈进攻，叶挺独立团则率先从杨林塘突入直军主阵地，向桃林铺方向发起进攻。直军发现叶挺独立团孤军深入，遂遣一部自侧翼反击，准备对叶挺独立团进行“围剿”，好在第十师第二十八团和第十二师第三十六团适时驰援，协同作战击退直军，并突破直军桃林铺防线，进攻贺胜桥。第七军在攻占王本立地区之后，随即向贺胜桥东侧的南桥进攻，从而使直军陷入重围。直军战事不利，但吴佩孚仍想负隅顽抗，严令直军不得后撤。吴佩孚本想让直军破釜沉舟从而得到绝处逢生的契机，但他的大刀督战队和机枪督战队不将枪口对准北伐军，反而是对准他自己的将士，最终激起哗变。3500余名直军被俘，还有很多直军调转枪口进攻吴氏的督战队，射击吴氏司令部所在的火车，打死了一个副官和两个卫兵。
直军兵败如山倒，吴佩孚也就撤去了督战队，下令设立水陆溃兵收容所，在蛇山和龟山架设大炮用以防守。吴佩孚在湖北被北伐军打得苦不堪言，多次致电孙传芳要求协力阻击北伐军，吴氏当时的计划是，吴佩孚部兵分两路，一路沿着湘鄂线进攻，一路则派海军由洞庭湖进入岳州，而孙传芳部则由铜鼓、修水进攻浏阳、平江，对北伐军形成夹击。彼时孙传芳接到吴佩孚的电报之后，很快就复电表态“谨如尊命办理”。吴佩孚于是安排所部按照计划进军，和孙传芳部夹击北伐军，但是等到吴佩孚抵达武汉，却发现所部被北伐军打得败退，而孙传芳则杳无音信。