12月16日凌晨，迫击炮兵开始进行试射。通过两次试射，炮兵修正了射向、射距，也获得了射击诸元的正确数据。
随着一声“预备——放”的口令，迫击炮弹“咣”地飞出炮膛，在预定目标地点发生爆炸。驻守小岭的是日军三十四师团二一四联队的一个中队，他们正在进行晨间训话，万没想到攻击部队会在这个时候进行炮击，连找地方躲藏都来不及。
单发炮弹命中后，便是连续射。炮弹一发接一连如冰雹一样落下来，前沿阵地上火光闪烁，烟柱翻腾。一俟炮火延伸射程，五十七师一六九团即发起冲锋，以迅猛的动作将小岭的两百余日军全部消灭。
同一天，五十八师也对阻碍其前进的沙古岭阵地展开猛攻。副师长廖龄奇亲自指挥三十七毫米平射炮支援步兵冲锋，一七四团两个营两面夹击，将日军二一四连队一个中队约两百余人予以全歼。
与一六九团以奇袭方式攻击小岭，因此伤亡较小不同，一七四团基本上是强攻，尽管有炮火支援，仍伤亡近四百人，为歼敌数量的两倍，但假使各部队申报的战果都不掺一点水分的话，这样的敌我伤亡比率在当时来说已经是非常划得来了。
五十八师攻克沙古岭后，罗卓英电调其他部队接防，让五十八师继续攻击。这时日军一个步战混合大队企图夺回沙古岭，五十八师为友军着想，继续留下来迎击，直到击退日军的反攻，他们才让友军进入阵地接防。罗卓英得报后很是赞许，特地报请军委会给廖龄奇记大功一次。
五十一师采取的打法与两个兄弟师有所不同。除加强当面攻势外，师长李天霞还以加强营为单位，组织了两个支队驰骋敌后，对日军进行破坏牵制。12月29日，其中的刘光宇支队冲入后方维持会，烧毁了两处日军仓库和通信机关，之后又从容撤出。
一着得手，让七十四军看出了对手的虚弱。事实上，自冬季攻势发起以来，日军三十四师团一直坚持乌龟壳战术，到12月末，甚至明知有外围据点不断遭到围攻，驻于奉新的主力部队也不敢派兵出城救援，任由各据点靠自己的力量死守。
你们不出来，那我们就进去。12月31日，五十一师王俊儒支队突然夜袭奉新。乘日军警戒疏忽之际，支队从奉新西门及北门冲入，以机枪和手榴弹将警戒部队歼灭大半。随后，王俊儒下令用手榴弹将城北的两门日军山炮予以炸毁，并焚毁了西门外的两座军用仓库。
日军第三十四师团万没想中国军队敢摸它的老巢，赶紧调集奉新城郊的各支守军回援。王俊儒支队在撤退过程中遭到夹击，归路被切断后陷入了包围。一五二团三营前去营救，官兵们冒着枪林弹雨杀入敌阵，奋不顾身地搭救陷于重围中的弟兄，营长王经印因此在战斗中殉职，但该营终于帮助王俊儒支队安全冲出。
1940年1月，第九战区下令结束冬季攻势。整个攻势期间，以七十四军损失最重，对整个攻势所作出的贡献也最大。正是他们神出鬼没的突袭战术，使得日军第三十四师团被迫放弃奉新城郊的次要据点，将部队收缩到奉新城内固守。奉新的城防纵深由此变窄，其侧面要地大多控制在中国军队手中，已无法构成一个完整的防卫阵地。不久，奉新便被第九集团军一举收复。
作为当时最熟悉中国情况的美国军事观察家之一，卡尔逊早在淞沪战役结束时，就认识到了游击战的价值，认为它可以有效地弥补正规战的不足。随着南京和武汉的先后失陷，军委会也开始越来越重视游击战的作用，蒋介石甚至破天荒地接受中共建议，在湖南衡阳开办“南岳游击干部训练班”，专门进行游击战术的训练。冬季攻势实际上就是一次游击战术的大演练，尽管它在收复失地和歼敌数上突破不大，但却在最大程度上达到了袭扰目的。攻势进行期间，南浔铁路一连两个月不能通车，日军运送补给完全依赖水路。攻势结束后，第十九集团军留下的工兵破坏队又继续扰袭日军交通，仅南浔路铁轨就被破坏了二十余公里。
冬季攻势的成效令军委会颇受鼓舞，于是筹划一旦完成对部队的整补，便在一九四〇年夏季发动规模更大的攻势。夏季攻势的战术原则仍与冬季攻势相同，即以正规野战军配合游击部队对敌后进行大规模扰袭，以消耗日军战斗力。
一时之间，敌后游击战成为战略规划的新宠，但客观地说，在正面战场上，游击战术只能作为正规战的一种辅助——如果日军被游击战完全吸引，将其野战部队化整为零，专用于在占领区内的扫荡和固守，那就“入我彀中”了，然而倘若不为所动，继续发动中等规模的主力会战，则中方游击战的生存空间和意志将会受到严重打压。
身为日军指挥层一等一的战术高手，冈村对此做过深入研究。他认为在同等条件下，中国军队的战斗素质远不如日军，之所以能在冬季攻势中弄得日军左支右绌，忙于招架，说穿了，还是仗着人多，即每次作战，中方兵力都要比日军多十几倍。
怎么办？冈村的办法是集中使用兵力。这一手非常狠辣，两年后冈村赴任华北，正是用这一办法让八路军的游击作战陷入了全面低潮。