Lúc 5:27 am ngày 10 tháng Tư, pháo binh CS khai hỏa, rót một ngàn quả đạn đại bác xuống thị xã đang còn bốc khói. Lực lượng tấn công của SĐ 7 tung ra liên tiếp từng đợt xung phong vào các vị trí phòng thủ của Tiểu Đoàn 82 BĐQ cũng như của Trung Đoàn 43 ở mặt đông Xuân Lộc nhưng không chọc thũng được. Bên phía tây thị xã, Trung Đoàn 270 mở năm đợt tấn công vào lực lượng Địa Phương Quân cố thủ ở gần khu chợ nhưng mỗi đợt đều bị đẩy lui. Đôi bên có lúc giao tranh cận chiến với việc sử dụng cả lựu đạn lẫn lưỡi lê. Thêm bốn chiến xa T-54 bị tiêu diệt. Pháo binh quân trú phòng được sự yểm trợ bởi những cuộc oanh kích của không quân NV tiếp tục gây tổn thất nặng nề cho phe tấn công.
Lúc chiều xuống, Tướng Đảo lại tổ chức phản công. Nhận thấy hai trung đoàn của SĐ 341 đang bị chôn chân trong thị xã, ông cho mở cuộc tấn công vào họ bằng cách từ trong đánh ra lẫn ngoài đánh vào. Cuộc phản công thứ nhì này vượt sức chịu đựng đối với các bộ đội tuổi thiếu niên của SĐ 341. Sau hai ngày liên tục ăn đạn pháo và chịu tổn thất năng nề, nhiều binh đội Miền Bắc run sợ, mất ý chí chiến đấu và bắt đầu chui rúc tìm chỗ ẩn nấp dưới hầm hố hoặc những tòa nhà đổ nát. Theo Đại tướng Cao Văn Viên, “Họ không rành địa thế, sợ giao chiến và sợ đạn pháo. Sau khi xâm nhập vào được sâu bên trong thị xã, họ tìm núp dưới các cống rãnh và không hề bắn một phát nào từ số đạn căn bản bảy mươi viên được cấp phát.”
Dần dần binh sĩ NV lấy lại từng tòa nhà mà quân BV đã chiếm được từ hôm trước. Đến tối ngày 10 tháng Tư, Xuân Lộc hoàn toàn trong tay của lực lượng NV. Khu phía bắc của thị xã chẳng còn gì đứng vững ngoại trừ những đổ nát điêu tàn. Một nhà báo Mỹ tên Philip Caputo viết : “Hầu như mỗi căn nhà đều hư hại, trung tâm thị xã chỉ còn đống gạch vụn. Các đường phố lỗ chỗ với những hố do đạn đại bác 130 mm để lại, vốn được quân BV bắn vào từ các ngọn đồi ở hướng bắc. Nơi trước đây là những tòa nhà thì nay là những cây sắt thép cong queo và những cột gỗ cháy đen. Mái tôn nhà chợ uốn vẹo thành những hình dáng quái dị, nay trông như một bãi chứa đồ phế thải. Và trạm xe buýt, nơi cuộc giao tranh khởi phát, bây giờ có thể nhận ra nhờ bộ xương của vài chiếc xe đã cháy rụi. Ngay cả mái nhà thờ Công giáo cũng không thoát khỏi số phận tương tự. Giờ đây nó trông như tàn tích của một tòa tháp cổ xưa, đứng nhìn ra chung quanh những hoang tàn, những đám cháy, những xác chết trương phình và bốc mùi dưới ánh nắng của các cán binh CS nằm rải rác đó đây, trong tư thế kỳ quặc của sự chết. ‘Thị xã trông như một thành phố thời Thế Chiến Hai,’ theo lời một binh sĩ NV.”
Đêm xuống cũng không mang lại sự nghỉ ngơi cho các chiến binh NV đã mệt nhoài, một khi mà pháo binh CS vẫn liên tục pháo vào thị xã. Suốt đêm đó Xuân Lộc hứng thêm hai ngàn quả đạn đại bác. Sư Đoàn 18 phản pháo, tìm cách làm rối loạn mức tác xạ tập trung của đối phương. Biên sử của Sư Đoàn 341 có đoạn ghi : “Địch tác xạ vào các vị trí pháo binh của ta đồng thời cũng bắn dọc theo đường dẫn từ kho tiếp tế hậu cần của ta vào phía thị xã. Máy bay C-130 gunship cũng rưới đạn 20 mm xuống vị trí của ta. Địch hy vọng tạo một màn lưới lửa hòng ngăn chận nỗ lực tiếp tế cho các lực lượng của ta cũng như di tản thương binh.”
Dù chịu nhiều tổn thất nặng nề nhưng cấp chỉ huy quân BV vẫn không nao lòng. Sang sáng ngày thứ ba, họ bắt đầu tấn công trở lại. Quân Đoàn 4 ra lệnh cho SĐ 341 chuyển hướng tấn công vào Trung Đoàn 43 đồng thời kết hợp với SĐ 7. Sư đoàn này cũng nhận được lệnh khởi sự tấn công.
Vào lúc 5:30 sáng ngày 11 tháng Tư, trước khi xung phong, pháo binh BV rưới trước một hàng rào lửa trong suốt nửa giờ vào vị trí của Trung Đoàn 43. Kết quả vẫn y như cũ. Quân trú phòng đẩy lui được các lực lượng xung kích của cả hai sư đoàn. Quân NV phản công, chận đứng được hết mọi cuộc xâm nhập vào thị xã, không những thế chiếm lại những phần đất đã bị chiếm.
Vào cuối ngày, quân CS một lần nữa vẫn không lấy được thị xã, và tổn thất của họ cực kỳ cao và ngày càng cao thêm. Tướng Hoàng Cầm viết : “Đây là trận giao tranh kinh hoàng nhất mà tôi từng tham gia! Theo đánh giá của tôi, sau ba ngày đánh nhau, dù đã sử dụng luôn cả lực lượng trừ bị, tình hình vẫn không khá chi hơn và ta phải chịu những tổn thất nghiêm trọng.” Ở phần ghi chú, ông đưa ra những con số trùng hợp với con số thấy trong Biên Sử Quân Đội Nhân Dân : “Trong suốt ba ngày đầu của trận chiến, SĐ 7 chịu 300 thương vong, trong khi con số lên đến 1,200 đối với SĐ 341. Hầu như tất cả khẩu pháo 85 ly và 57 ly của ta đều bị tiêu hủy.” Trong khi đó tổn thất của SĐ 18 chỉ có một trăm chết và bị thương. Nhờ sự chuẩn bị trước, nhờ máy bay không kích và pháo binh hữu hiệu và nhờ sự chỉ đạo kiên quyết của Tướng Đảo, tất cả đều là những yếu tố quan trọng giúp đánh bại được những cuộc tấn công của quân CSBV trong những ngày đầu tiên.