23日，越军主力第3师(或近卫第3师)出现在战场上，这支生力军一度将中国军队截为两段。从23日到25日，两军主力在谅山周围反复厮杀。25日越军地面部队在飞机支援下发动反攻。但是，实际战场形势已经是强弩之末。意识到无论如何战斗中国军队都在取得上风，谅山的居民25日开始撤离，向南方疏散。
就在这一天，越南人民军总部发表战果，称在此前的一周中，共计歼灭中国军队两万名，击毁中国军队战车220辆。
这一阶段的战斗中，中国军队主要从三个方面攻入越南境内，即西侧的老街方向，中部的高平方向和东部的谅山方向。
在老街，越南人民军遭到河口方面中国军队毁灭性的火力打击，但曾经一度顽强守住阵地。
老街方向是中国军队“入侵”的预期方向，因此越军部署了较多兵力，力图死守。在老街市区防御的主力为第254团，在其向南延伸的铁路线和公路线方向部署了第121团，在老街西侧则部署了第148团和第192团。此外，还在河口北侧部署了第95团作为侧翼部队。但是战斗开始后第95团就率先被歼灭，其他部队中有的团放弃阵地沿铁路向南方后退，被中国军队追击后分散成小队作战，失去建制。因此，尽管越军第316A师奋勇从西侧赶来解围，在两路中国军队的夹攻下突破前进了十公里，最终老街仍然落入中国军队手中。第316A师仓促撤出战斗，老街周围部署的部队大多“全灭”。
高平方面越军的主力为346师，预备队为338师。这一地区东，北两面均与中国接壤，所以遭到两路夹攻，战斗中346师师参谋长被俘，是越军在战斗中被俘的最高人员。
但是，高平方面的抵抗给中国军队造成了大量杀伤。其原因在于这里山地地形复杂，对于节节抵抗的越南军队，中国人民解放军缺乏山地战斗经验。同时，炮兵支援不足，也是中国军队的重要教训。