土库曼堡的沙漠战场上，北华军和苏军展开了一场惊天动地的交战，双方动用了数以百计的坦克、飞机、火炮进行殊死搏杀。由于双方军队都精神顽强，再加上装备差距并不大，因此战况异常激烈。北华军的飞机在数量和质量上都占有优势，北华军的坦克在数量上和苏军差不多，质量则略胜一筹，苏军的火炮数量跟北华军也差不多，但苏军拥有的覆盖面极大、机动性极好的喀秋莎火箭炮给北华军造成了极大杀伤，成为苏军除了兵员数量外的又一大优势。每到晚上，苏军的喀秋莎火箭炮群便神出鬼没在北华军不同阵地附近，一顿雷鸣海啸般劈头盖脑的轰击，倾泻下一场场烈焰钢雨，继而迅速转移位置，使得展开反击的北华军炮群无法有效地进行炮火打击。喀秋莎火箭炮群齐射时，巨响震空、红光冲天，犹如一排火山在爆发，给北华军在心理上造成了非常大的震慑。
十几架雅克-1战斗机掩护着十几架雅克-2/4轻型轰炸机凶猛地扑向北华军的一个阵地，俯冲并扫射投弹，飞沙走石的大漠间，犹如灰褐色岩浆的苏军在几十辆T-34坦克的掩护下，排山倒海地展开冲锋，最前面一排刚刚递交了入党申请书的敢死队员挥舞着PPD-40冲锋枪，伴随着直冲云霄的“乌拉”口号声。当苏军冲击到五十米距离上时，北华军的阵地上顷刻间爆发起一道道红色瀑布般的烈火，后方的炮群开始猛烈炮击，最前面的防线同时迸溅起飓风般的炽烈白光，伴随着气吞山河的“杀”。在山崩地裂的持续爆炸中，十几辆T-34燃起冲天大火，冲锋的苏军没有退缩，他们手里的冲锋枪和步枪喷吐着火舌，吼叫着继续涌进北华军的火力圈里。双方的弹火汇聚成密不透风的火力网，血雾肉雨间，一排排士兵接连不断地倒在滚烫炙热的黄沙间，在北华军阵地前，北华军用后方炮群、机枪、步枪、手榴弹、步兵炮、反坦克炮组成了一道凶猛的火线，给予了苏军迎头痛击，苏军的波浪人海冲锋犹如撞在礁石上般迸溅出无数的红色碎浪。激战之际，十几架蚊式战斗轰炸机呼啸而来，与空中苏军飞机展开激战，同时猛烈扫射轰炸地面上的苏军，与此同时，北华军阵地上响起了惊天动地的喊杀声，防御中的北华军展开反冲锋。十几辆豹乙豹甲坦克在咆哮声中青烟滚滚地跃出隐蔽部，头戴沙黄色钢盔的北华军步兵端着明晃晃的刺刀，在坦克后面组成了一道黄褐色的潮水。两股潮头骤然间相撞，无数白花花的刺刀在阳光下闪耀着耀眼的光芒，双方人群先是展开毫无遮拦的火力对射，人群一片片倒下，继而爆发开刺刀见红的白刃战。
这样的战斗在土库曼堡战场上比比皆是，由于双方都实力雄厚，因此这种阵地拉锯战都是绞肉机，一番又一番的冲锋和反冲锋后，哪一边的援军抢先赶到，另一边便暂时被击退，等待己方原本赶到后再次展开冲锋或反冲锋。战斗之激烈，《北方军报》曾有句话描述道“交战区域内弥漫着挥之不去的红色蒸汽”，双方战死官兵在沙漠里血流成河，流淌出的血泊迅速被烈日高温晒干蒸发，在远处可以清楚地看到一股股翻腾着的“红色水蒸气”。
沙漠地区的恶劣环境使得本来就异常激烈的战斗愈发残酷。因为双方都拥有坦克部队，因此在正面进行阵地拉锯战的同时，机动包抄作战也是屡屡使用。10月4日下午的战斗里，北华军第150轻装甲师抽调了第599团实施迂回作战，该团在黄昏出击，准备借助夜色掩护绕到苏军第62集团军第33机械化师的侧翼，结果在经过一片寸草不生的沙漠时，全团却基本上全军覆没。造成如此惨重损失的，并非苏军，而是大自然。团长许经纬当时乘坐在一辆轻型装甲车上，开在部队的最前面，结果开着开着，许经纬发现事情不对劲，后面的部队突然间变得稀稀拉拉的，他急忙折回去，发现自己的团在夜里竟然开进了一片流沙地里，上千名士兵和超过一百辆坦克汽车全部陷进了流沙。
当时的情景是一场巨大的悲剧。犹如水银般黏稠而流动的流沙以缓慢而不可抗拒的速度吞并着陷进去的士兵和车辆，那些沉重的坦克和装满物资的汽车根本无法挣扎，履带车轮全马力地开动也是徒劳无用的打滑，甚至里面的装甲兵和汽车兵都来不及打开车门，便连同车辆一起没顶陷入。有的装甲兵和汽车兵眼睁睁看着流沙慢慢地吞没了自己驾驶的坦克和汽车，在惊惧中拍打车门、拼命呼救，但周围的步兵也已是自身难保，踩进流沙里的士兵们在惊恐中呼喊求救，同时拼命挣扎，但根本毫无作用，踩进去后连脚都拔不出来，最后一点点地被流沙吞没到腰部、胸口、没顶，绝望的士兵们发出各种呼喊声，没有陷入流沙里的士兵在过度的焦急和不明情况中一批接一批地跑过去救援，结果反而也白白地陷入流沙。根据最后的统计，第599团有1500多名士兵在经过流沙地时陷入流沙而丧命，其中有一半的士兵是去救援战友而一起遇难的，另外还有100多辆坦克和汽车也同时被流沙吞没。
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团长许经纬望着自己部队的惨样，耳边听着即将被流沙吞没的士兵发出的惨叫，不由得泪流满面，极度自责和愧疚的他最后开枪自杀。师长刘峰岭接到报告后也悲痛不已。北华军的一个轻装甲团因为流沙而白白丧失了一半的战斗力。
沙漠不仅给北华军造成了意外损失，也同样没有放过苏联人。10月7日的一场战斗里，苏军第62集团军第181师、第184师在诺维科夫少将的指挥下，对坚守一处重要阵地的北华军第119师展开合围和猛攻。第119师的官兵们在师长韩光第的指挥下奋力血战，双方反复厮杀，但苏军第192师随后赶来增援，使得北华军处于不利中。激战之际，交战区域附近陡然间风起云涌，黑黄色的云层犹如黄河瀑布般在天边剧烈翻腾涌动，一场巨大的沙尘暴铺天盖地而来，势不可挡地横扫向了双方的交战区域。沙暴呼啸而来时，原本打得你死我活的北华军和苏军急忙停止开枪放炮，都找地方躲避。北华军在阵地上拥有完善的工事可以躲在里面，苏军完全是在野地上，毫无遮挡。结果当沙尘暴席卷来的时候，北华军大部分被半活埋在了阵地上，苏军则在野地上被吹得七零八落，坦克、大炮、人、物资、驮畜...都被吹上了天，有的苏军则被巨量的沙土给活埋了，甚至还有大批苏军被漫天而落的巨大沙石砸得死伤累累。沙尘暴的威力犹如龙卷风，被刮上天的不仅仅是巨量的沙土，还有葡萄大、拳头大、磨盘大...大小不一的沙石。苏军第184师师长科伊达上校鬼使神差地被一块西瓜大的石头砸中胸口，当场肋骨粉碎、吐血而死。
当北华军官兵们艰难地从已经被沙土给掩埋了阵地上爬起来时，喜出望外地发现原本进攻自己的苏军已经被沙尘暴刮得溃不成军了。韩光第又惊又喜，他哈哈大笑道：“弟兄们！这是老天爷在帮我们呀！趁他病，要他命！杀！”
士气大振的北华军趁机猛烈冲杀向苏军，把已经溃不成军的苏军打得落花流水，缴获了大批的战利品。值得一提的是，北华军缴获的战利品里有很大部分都是从沙土里挖出来的，包括很多完好的T-34坦克和喀秋莎火箭炮，里面的苏军装甲兵已经被闷死了，操控火箭炮的苏军炮兵被沙暴不知道吹哪里去了，同时挖出来的还有大批的苏军，基本都是被活埋后死于窒息的尸体，即便有极少数幸存者也都被北华军士兵补上了一刺刀。
苏军第181师、第184师、第192师由于遭到沙尘暴，再加上北华军的顽强抵抗和在沙尘暴后展开的趁火打劫式的攻击，因此三个师死伤巨大，几乎都丧失了战斗力。获悉后的华西列夫斯基不得不从阿什哈巴德抽调了两个民兵师填补到土库曼堡，这使得阿什哈巴德的防御急剧陷入空虚。
除了流沙和沙尘暴，还有一样东西让交战双方十分烦恼。10月9日这天，北华军第117师第466团团长李齐天接到哨兵报告，自己团的阵地远处有大批苏军在集结。吃了一惊的李齐天急忙赶到最前线，举起望远镜后反复瞭望，果然看到远处的沙丘间出现了一支苏军部队，影影绰绰、人数上万，并且还能清楚地看到一队队坦克和一门门让北华军闻之变色的喀秋莎火箭炮。李齐天急忙报告上级，声称苏军极有可能要在第466团的阵地方向发动大规模进攻。
喻超白接到这个消息后吃了一惊，一边调动部队增援第466团，一边请求空军侦察机进行侦察，结果侦察机却报告说第466团的阵地前根本就是空无一人。喻超白随后十分生气地训斥李齐天“惊慌失措、谎报军情”。李齐天既感到恼火又感到不解，他随后派出一支汽车侦察队向着远处苏军集结区开去，最后才明白，他看到的“苏军大部队”其实是海市蜃楼。
北华军在土库曼堡的战斗，基本是以阵地防御战为主，因为喻超白等人的目的是拖住苏军主力，等待后续第五集团军的主力赶上来进行“四面合围、中心开花”，但也有一个方向是展开进攻的，那就是捷詹河方向。北华军必须要把阵地连接到捷詹河，取得足够的水源，否则这场“中心开花”就要真的变成“自寻死路”了。
执行这个作战任务的，是提出“中心开花”但忽略水源问题的张灵甫，深深沉浸在自责中的张灵甫知道这件事关系到整个战事的胜败，因此身先士卒地率部奋勇攻击。
华西列夫斯基也早就想到了这一点，他命令第147师坚守捷詹河。在下达作战任务时，华西列夫斯基对该师师长沃尔辛少将和政治委员科托夫上校说道：“你们的任务是最为至关重要的，只要阻止北华军靠近捷詹河并且获得水源，我们即便无法消灭他们，也能困死他们。你们要不惜一切代价，完成这个任务。”