此时进占190.8高地之敌，伤亡很大，也在进行调整部署，运送物资，补充弹药。因此16日起连续四天没有大的作战活动。
11日美军第三次占领石岘洞北山，至20日，经过10天的抢修，已修筑地堡40个，两条半坑道工事，各主要地堡间交通壕、堑壕交织贯通，阵地四周有6道铁丝网，又有334和346.6高地火力直接支援，大大增加了我军进攻的难度。
三四九团首长决定由二营四连和五连担任主攻，师炮兵团、炮兵二十七团、三十团共16个炮兵连55门火炮支援作战。
黄署副师长和副政委、参谋长、主任对这次反击战斗十分重视。
进攻之前，黄署副师长帮助三四九团详细研究制定作战方案，步炮协同计划，并在沙盘上进行演练。出征之前，副政委和主任带领宣传队，深入到进攻连队，进行慰问演出和出征送行。
并将两面写着“坚决把红旗插上石岘洞北山”的红旗，隆重地交给了参战分队，勉励指战员多杀敌人，争当英雄。
6月20日晚23时，我军按照前三次反击190.8高地的规律，先用炮火对190.8高地之敌进行10分钟的火力急袭，在205高地发出信号弹，轻重机枪向敌阵地猛烈射击，并以小分队进行佯攻，欺骗迷惑敌人。美军以为我军又对190.8高地实施反击，随即以猛烈炮火对我方阵地进行压制和拦阻射击。
23时10分，我军炮兵火力突然向石岘洞北山进行猛烈轰击，敌军猝不及防，伤亡一部，部分前沿工事和明显地堡被我击毁。
15分钟后，我军炮兵火力延伸，压制334、346.6高地之敌和敌纵深炮兵阵地。
二营营长朱光道，教导员张德禄指挥四连、五连向敌发起猛攻。
此时敌人如梦初醒，发觉我军进攻190.8高地是假，攻打石岘洞北山是真，急忙将炮兵火力逐渐转向石岘洞北山。因为是仓促应战，敌炮火的密度及准确性较差，但对我进攻分队影响很小。
23时25分，突击连在炮火掩护下，炸开铁丝网，兵分数路，冲入敌人阵地，展开近战。四连三排连续爆破，炸毁铁丝网6道，地堡及半坑道工事29座，与五连三排南北夹击主峰，与敌展开肉搏。战士罗天喜用铁锹接连劈死两个美国鬼子，排长王凤梧将胜利的红旗插上了主峰。
21日1时许，战斗结束。全歼守敌200余人，俘美军5人。我军则付出了伤亡150余人的代价。进攻部队按计划及时撤离石岘洞北山。
战斗结束，黄署副师长即告诉三四九团首长：
这次战斗打的干净利落，十分成功。黄署副师长代表师党委向参战的全体干部战士表示祝贺。
部队应立即调整充实作战部队，加强第一线防御，准备抗击敌人向我一线阵地的进攻，也要做好敌再占石岘洞北山，我军再反击的准备。
抓紧时间总结经验，表彰作战有功人员和集体。通过炮兵主任转告所有参战的炮兵部队，向他们表示祝贺。应立即补充弹药，做好再战准备，表彰有功人员。
三打石岘洞北山，自6月12日开始，至21日结束，历时12天，歼美四十五师一七九团和一八0团共500余人，我方伤亡近300人。