第二天的战斗从清晨开始，湘军采取重点进攻的方式，在两翼的策应下全力向石桥核心阵地攻击。炮火准备后，孔店村被轰成一片废墟，村边的防御工事也几被摧毁。防守石桥的捻军和湘军很快进入混战状态。由于伤亡过大，捻军被迫后撤。湘军占据了石桥，战斗在村里残垣断壁中展开。侯士维率领预备队增援上去，孔店村里几乎每间房屋都成为搏斗的战场，双方官兵扭打在一起，大刀、长矛、弓箭、石头和牙齿都是搏斗的武器。卒肖玉盛带领三两的人把敌人逼到村东南的一座大院里，官兵们刚冲进去却被另一股敌人包围了。赶来的援军冲杀过去，院子里的肖玉盛拼死往外突，大门被敌人的火枪、弓箭封锁，大个子士兵李建林一声怒吼，硬是把院墙撞出个大窟窿，士兵们钻出来拼死反击。卒长姜万和率领预备队冲过湘军的阻拦杀入敌阵，插入敌人的突破口，把石桥堵住了，终于使得石桥阵地得到稳固。
在侧翼游击的骑兵突然出现在湘军后面攻击才使湘军停止进攻。十五日的战斗，湘军伤亡六百人，捻军伤亡一千百四百多人，其中坚守石桥一线阵地的伤亡最大，战斗开始前有四百七人的一连，战后只剩下了七名士兵。
这一天的晚上，曾国荃亲抵孔店村战场。在孔店村外小庙里，曾国荃召开营官、哨长参加的军事会议。湘军临时统领林伟寿汇报了两天来攻击孔店村遇挫的经过，特别强调捻军的战术是：步兵不冲到阵地前沿，他们连箭都不放，看上去好像阵地上无人防守，等接近石桥地带的时候却突然放箭反攻我部，火炮又不敢放炮怕伤了自己人导致步兵在前沿陷入进退两难之境，部队因此伤亡很大。
雄心勃勃的曾国荃下令休战一天，说他要去看地形。二十日，孔店村无战事。
湘军没有攻击，引起了侯士维的警觉。在抓紧时间加固工事、让部队休息的同时，派出斥侯去摸敌人的情况。几个斥侯个个胆大出奇，他们装扮成农民，不但混进了湘军阵地，还拖回来一个人，一审问，竟然是湘军的一个队官，名叫高录秦。根据这位队官的口供，捻军立即相应调整了防御部署：白旗从孔店西侧撤回一千人防守孔店小河；黑旗集中防守石桥；骑兵进西侧协同白旗防守并随时准备冲击湘军。
二十一日，英王陈玉成称之为“对长丰存亡有决定意义的惊天动地的一天”。
凌晨时分，在白旗防守的小河阵地前沿，一两的巡逻哨兵和两个送饭的炊事员突然发现一股敌人已经爬进第一道战壕，他们立即呼喊起来：“清妖摸进来啦！”一卒官兵纷纷从掩体中跳出来，朝第一道战壕冲去。偷袭的是曾国荃组织的独立湘军敢死队。在白旗卒长的带领迅速往前冲，把这支敢死队的堵在战壕里。在一卒官兵的前后夹击下，敢死队除了被打死打伤的之外全部投降。
天亮了，湘军的火炮也开始了轰击。在曾国荃亲卫队的配合下，向石桥一线阵地开始了疯狂攻击。战前，曾国荃宣布，攻下孔店村的，每人加三个月的军饷；攻不下来军法处置。湘军采用波浪式战法，以营为单位分成三个冲击波次，一次冲击波为一个两个哨，在火炮火枪的掩护下，第一波受挫后第二波接上去。独立冲击的时候，出现了清军作战少有的现象——军官冲在了队伍的前面。亲卫队攻击的正面是石桥。战斗一开始，双方都集中到了这一点上，石桥上下杀声不断、血肉横飞。湘军潮水一样涌上来，捻军的弓箭手抵前躲箭不顾安危也无法遏制这种轮番攻击，双方官兵很快就在石桥阵地前沿拼了上肉搏。这是一场惊心动魄的大混战，湘军一波后退，另一波又冲上来，黑旗的捻军不停息地拼杀，死不退步。前面的人死了，就踩在他们身上打；刀没了就用手打，手动不了了就用嘴咬。在前沿出现危机的时刻，预备队冒着炮火从后面冲上来。侯士维对惨烈战况十分焦灼，他手里已经没有预备队了一个人也没有了。为了预防万一，他下令把孔店侧翼的白旗立即调到孔店来。
湘军新一轮攻击开始了，攻击队形密集得犹如一阵狂风。在前沿混战的时候，黑旗只能在孔店苦苦死守，侯士维自己也已亲自上阵了。黑旗也不断实施反冲锋，这使得双方的混战范围不断地扩大。阵地上只有杀声风一样刮过来刮过去。捻军的五个士兵他们脱下衣裳，穿上湘军号服的黄色衬衣与国民党军士兵的军装颜色相近，然后在湘军里大砍大杀，这样引发了湘军的大乱，湘军自己也互相打杀起来。
曾国荃见自己军中也乱成一团无法再打了只好下令撤退，可捻军不能让湘军就怎么撤了等着他整好了队伍下次再攻。捻军追击的湘军攻过石桥，有更多的捻军换上湘军的衣服混在其中，湘军混乱不堪曾国荃气的直跺脚。
这时侧后方传来一阵爆炸声，捻军的骑兵见湘军的注意力都是孔店炮兵阵地没有多少防守就出兵突袭了炮兵阵地引燃了炸药把湘军的炮兵阵地给炸了。
炮兵阵地的被炸引起了湘军的恐慌，捻军骑兵顺势攻进湘军的后部。不得已曾国荃只得下令湘军后撤，捻军骑兵尾随攻杀了一阵才回兵。
湘军火炮已没、士气已衰，虽然只是小小孔店可攻了几天也没攻下。都说捻匪似流寇根本不能打硬战可在孔店村，捻匪人不如我多，器不如我精可就是打不下来。
令曾国荃难堪的是，孔店村之战打了三天，战场情报十分清楚，当面阻击只有捻匪的两个旗，阻击兵力最多只有五千多人，在阻击地根本无险可守的情形下，看似唾手而得的孔店，怎么八千多的湘军轮番攻击，在付出惨重伤亡之后，就是无法逾越呢？
曾国荃只得无奈的让湘军返回淮南。
