此战双方都把指挥部设在了水上。崔明贵是为了兼顾南北两岸陆军的指挥，把指挥部设在了海峡号上，而袁甲三则是对新购置的炮艇过分迷信，至于有没有一旦市里逃跑方便的考虑就不得而知了。
战斗首先在北岸打响。北岸的各种炮火对袁军设在北岸的炮台首先进行了压制性炮击。这些主要为封锁淮河而建的炮台本来对来自陆上的打击就防卫薄弱，此时拱卫炮台的陆军在炮火下很快溃散，炮台面对前所未见的猛烈炮击几乎是毫无还手能力，唯一有威胁的还击来自河面上的两艘铁甲炮艇。这两艘炮艇每一艘的火力似乎都比海峡号都强上一些。
很快，南岸的第三军部队也开始了对南岸炮台的攻击。因为背靠临淮关的缘故，对南岸炮台的攻击正面要小一些。一部分装甲车载运步兵拖带山炮绕到临淮关南面直接对临淮关发起了牵制性攻击。
袁甲三眼见南岸炮台不保，在洋顾问的建议下，指挥两艘炮艇驶向上游，准备利用火力优势首先击垮以海峡号为首的我军水军。然后重点炮击我南岸部队。
海峡号尚未进入射程，它在不紧不慢地用船上的大炮轰击着距离最近的南岸炮台，却有十几条二十吨的快艇没三艘为一组高速向袁甲三的炮舰接近，后面是颖河、汝河、沙河、洪河四艘80吨蒸汽动力铁甲船顺水而下全速迎了上来。
袁甲三他们见状暗骂这些假洋乱党真是不知死活，正在犹豫是调低炮口先打那些快速接近的小船，还是打后面较大一些的只装备了一些小炮的的那四条船，在他们看来这些都不足为患，唯一构成威胁的是海峡号，袁甲三甚至怀疑，我军是不是故意让这些小船送死以消耗他们的炮弹，那些从洋人那里购买的炮弹价格是很昂贵的，而且数量不多。当袁甲三下定决心先打后面的四条船，至于前面那些带有“铁抬枪”的小艇不去理它，必要时利用自己船大的优势撞沉它们就是了。就在此时，被他们认为在这样距离不可能打到他们的四条船上的37毫米速射炮一起开火了，炮弹似乎是倾泻在两艘洋炮艇上面，立刻，炮位、指挥台、信号台和甲板上的一些不及躲避的水兵死伤一片，船上硝烟弥漫。两条船的前主炮甚至没有来得及开上一炮，后面和侧面更是没有派上用场。四艘“河”字号炮艇在炮击袁甲三的主力舰的同时居然还能好整以暇地顺便炮击了附近的南岸炮台，露天的炮台上官兵的死伤更为惨重。
就在这时，第一组快艇上的袁甲三认为是“抬枪”的12.7毫米重机枪射出了恐怖的火舌。炮艇前主炮的5毫米钢板竟然抵挡不住这种恐怖的“抬枪”的设计，被射出无数孔洞，驾驶台和侧舷炮位当然也是重点关照的目标。接着后续几组炮艇上的重机枪也挤入了射击序列。很快，袁甲三的两艘炮艇处于了失控漂浮状态。在汝河号上的张玉祥急忙下令停止向敌船射击，发信号快艇继续靠拢准备登船俘获这两艘敌船。
第五卷 韬光养晦 72乱与定（14）
“河”字号炮艇开始集中炮击沿岸目标，连临淮关城墙也在它们的轰击范围。前面的四组炮艇两组绕到南侧开始向临淮关城墙上扫射，打得城墙上飞砖走石，人仰马翻。青砖垒成的箭垛根本无法抵挡12.7毫米枪弹的射击。
其他两组快艇则围住了失去驾驶的两艘敌船。每条快艇甲板上出现了6个手持光复枪的战士，三人持枪压制敌船上偶尔出现的企图抵抗的敌人，钩绳抓住了敌人的船帮，很快有人爬上了敌船。登船人数增大到8、9人后这两条进口的炮艇已经实际被我军控制。船上驾驶室内发现了袁甲三和胜保的尸体。他们应该是在我军第一轮炮击中就被击毙的。
下面的底舱中还是抓到了一些俘虏，其中包括一些洋人雇员。这些人倒是狡猾，躲避淂还真是快。
在水面上战斗进行的同时，北岸炮台已悉数被我军占领。见到敌船上升起了我军的旗帜，岸上，水上想起了一片欢呼声。在这欢呼声中，临淮关城头上升起了一面白旗，接着，南岸各个炮台相继挂出了白旗、白布之类的东西。
临淮关之战后，袁甲三系统已经算是彻底覆灭。从俘虏口中得知，自寿州易手之后，苗霈霖试图与我们联系倒戈，被袁甲三发现捆绑装入加了石块的麻袋投入了淮河。这个苗霈霖，真是的。陈浩闻报无语。只有穆藤阿不知所终。
这第三军虽然只有1万人左右，也就相当于第一师的两个团的兵力，但是火力、战斗力并不见比其他两个军差，但是比起其他两个军，特别是第一军各师，好像少点什么，陈浩反复思索，一时未得其解。后来好久还和我研讨这个问题。这次战役我军伤亡轻微。但是弹药和其他物资消耗巨大。不仅炮弹消耗数量惊人，就是子弹消耗也是京郊战役的近10倍，而袁甲三所部的战斗力那是远远比不上英法联军的，也许攻城掠地的需要？好在这次的后勤保障还算有力。也是对方没有足够能力袭击我们的供给线。这支工业化初期的军队，已经表现出对后勤的严重依赖了。和以往部队不同，第三军从建立开始就是一种以强打弱的心态，对武器装备的依赖心态似乎也偏于严重。这个问题恐怕也要想办法解决。而且这是一支纯粹用于战斗的部队，虽然军纪也非常好，但是不担负发动群众之类的工作。甚至连宣传也不屑于去做。
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