攻击意外的顺利，反而引起了廖锡龙的警惕。他判断木桑地区纵深敌情不明，难以迅速捕捉越军主力，加上天色已黑，地形复杂，于是命令暂停攻击，3营及2连在1492、1442、1593高地一线转入防御，并派出1个班进至木桑村南侧监视敌情。
20日凌晨1时，师指再次调整部署，命令91团于当日上午继续攻歼木桑地区之敌；92团向大坪以南的653、634高地攻击前进，相机歼灭扼守巴南棍至封土公路中段的金竹钟地区之敌；93团以1个营进至船头地区待机，其余部队继续在1108高地一带搜剿残敌；师炮兵团准备以2个营进至老虎充地区占领阵地，以火力支援91、92团战斗；坦克第7连准备沿公路向金竹钟方向机动。
根据团指“对木桑地区今后之敌先围后歼”的指示，20日早晨，廖锡龙带各连指挥员在1593高地对木桑村附近的地形、敌情进行了观察，随后确定了战斗部署：以9连从木桑北侧向南迂回至1514高地；8连向木桑西侧攻击；2连主力迂回至木桑南侧，1个排前出木桑东南切断木桑至大坪小路，对木桑之敌达成合围；7连担任预备队在1442、1492高地待命；营迫击炮连转移至1593高地南侧占领发射阵地；廖锡龙和营指挥所前移到1593高地。
中午12时30分，廖锡龙指挥各分队向木桑发起攻击。冲击途中未遇越军阻击，12时50分就占领了木桑村，没有发现越军，只见丢弃一地的血衣、绷带和大量军用物资。廖锡龙判断残敌溃逃不远，急令各分队迅速追击搜剿。9连从木桑村北侧向南搜剿，8连向东前出对1514高地一带搜剿，2连沿小路向木桑以南地区搜剿。
13时20分左右，2连在向木桑以南搜索时发现1273高地有越军活动，双方发生了交火。廖锡龙接到报告后，认为1273高地是沿大坪向巴沙山口侧后迂回的前哨阵地，必须予以夺取。于是命令2连向敌发起攻击，8、9连迅速向1273高地加速前进增援2连，7连也出动1个排前出至1273高地北侧随时准备加入战斗，营迫击炮连向1273高地进行火力袭击。
14时许，2连在营炮火支援下，展开2、3排从1273高地北侧发起攻击。越军集中火力向北侧突出部进行封锁，攻击分队交替掩护向前跃进，连续投掷手榴弹炸毁了越军机枪，然后冲入第一道堑壕，沿交通壕向高地顶部发展进攻，很快占领了1273高地北侧突出部。
15时许，9连在2连左翼加入战斗。在向1273高地东北侧冲击时，遭到1273高地东北侧洼地越军暗堡的火力扫射，进攻受阻，部队伤亡较大。9连组织火箭筒手抵近向暗堡攻击，因暗堡位置较低，射击角度不佳，将火箭弹打尽也未能摧毁暗堡。随后，9连又以轻重机枪掩护，派出爆破手进行爆破。8班副班长陶少文手持爆破筒从侧翼接近暗堡，将爆破筒塞进射孔，却被越军推了出来。他又一次将爆破筒塞入暗堡射孔，越军用力向外推，陶少文用左手和左肩紧紧顶住爆破筒，同时拉燃导火索，将暗堡炸毁，自己与敌同归于尽。战后，陶少文被中央军委授予“董存瑞式的战斗英雄”荣誉称号。
2连、9连与敌激战之时，8连一部迂回至1273高地东南侧270米的山背一线，切断了守敌退路。高地上的越军见势不妙，急忙向主峰收缩。廖锡龙当即命令82迫击炮向主峰集中射击，打得越军四处乱窜。2连、9连乘势加紧猛攻，于15时50分攻上了1273高地主峰，残敌向大坪方向撤逃。廖锡龙命令82迫击炮追歼逃敌，8连也以火力向逃敌进行侧击，毙敌一部。随后各分队展开搜剿，肃清了高地上的残敌，战斗于16时10分结束。
整个木桑攻坚战斗中，91团3营及配属部队共毙敌73人，缴获82迫击炮2门、高射机枪1挺、轻重机枪6挺、40火箭筒4具、冲锋枪12支、重机枪弹3060发、地雷600余个、电台1部、望远镜1具以及大量的军用物资。3营及配属部队阵亡14人。战后，9连被中央军委授予“猛虎连”荣誉称号，2连被昆明军区授予“猛虎2连”荣誉称号。
20日当天，11军军指又得到昆明军区前指的敌情通报：越军第二军区命令316a师于19日赶到沙巴；敌莱州省前指正收罗残敌，防止我军沿天泛、宾透寨推进；19日夜，敌从巴沙山口方向开来50余辆卡车，企图不明。根据军区前指的通报，军指判断：巴沙山口是通向封土的咽喉，越军为确保封土，必用重兵防守巴沙山口。因此，军指调整部署，决定以31师及云南省军区独立师第2团首先夺取巴沙山口、莫西高，打开道路，然后围歼封土之敌。
具体战斗部署是：
31师91团主力经宾透寨迂回到巴沙山口侧后的973、811高地实施主要突击，协同师主力歼灭巴沙山口、莫西高之敌。另以1个营控制宾透寨地区，阻击班绕散方向的援敌，保障团的侧翼安全；92团以一部兵力攻占883高地，支援主力沿公路突击。团主力在坦克第7连协同下，首先攻歼金竹钟、坂南垓之敌，然后攻占巴沙山口；93团为师预备队，配置在船头附近的544高地一带，随时准备加入战斗。
云南省军区独立师第2团（欠1营）在92团右翼加入战斗，攻歼巴沙山口附近要点的南威、632、880高地之敌,总攻时间预定于22日7时发起。