川军开始把万源县城做为主要进攻目标。第一路川军向川陕边界的两河口进攻，希望彻底斩断红军进入陕西的通道，第二路和第三路的川军以汉城为目标、第四路川军和预备队以夺取竹裕关为目标。第五和第六路大军以攻占万源为目标。整个川军以唐式遵领导的第五路大军为先锋队。8月6日川军再次全面发起猛攻，但是由于红军的阵地部署坚固，双方激战一天一夜，红军阵地屹然不动。第二天下午，红军在不断的击退川军之后，发现川军早已后继无力，便主动出击，刘湘大军落荒而逃，丢盔卸甲，红军大获全胜。以上便是万源保卫战的过程。