联军随即发动了一次逆袭，21团猝不及防，一度被迫后退，随后在舰炮支援下拼死反击，才巩固了阵地。

中国军队很快就发现，随着逐渐升高的地形，联军构筑了密如蚁穴的地堡和纵横交错的坑道网，凭借着这些工事，联军的抵抗越来越顽强。于是中国军队将作为预备队的陆战3师师部和陆战第9团、野战炮兵第12团送上岛，投入战斗。

5月25日，3个陆战师在新咯里多尼亚岛并肩开始攻击，4师在右，3师居中，5师在左，并列向东北推进。

6月1日，中国军队经过激烈的鏖战，终于攻占了二号机场和斯德奇山村。

新咯里多尼亚岛上的中国军队每前进一步，都要付出巨大的代价，战斗已经成为不折不扣的消耗，有时一整天只前进4米，惨重的伤亡甚至使军官们都没有勇气再将士兵投入战斗。在对岛上第二制高点382高地的争夺中，陆战4师屡屡陷入联军交叉火网，伤亡极其惨重，382高地因此被称为“绞肉机”，战斗部队的伤亡率高达50％以上，有经验的连、排长和军士长伤亡殆尽，许多连队连长由少尉或上士担任，而排、班长大都由普通士兵担任。中国军队必须逐一消灭侧翼的联军阵地，解除侧翼威胁，才有可能向前推进，所以战斗异常残酷、激烈。

直到6月2日，24团才攻上了高地，但所付出的伤亡是巨大的，有好几个连的官兵非死即伤，几乎全连覆没。

左翼的5师，攻击362高地的遭遇与4师在382高地如出一辙：刚攻上山头，侧翼联军立即以密集火力封锁中国军队的退路，再以纵深火力和凶猛的反击将攻上高地的中国军队尽数消灭，中国军队死伤无数，却毫无收获，只得先消灭最突出部的联军阵地，再步步为营艰难向前推进。

联军早已掌握了中国军队的攻击程序，先是航空火力准备，再是舰炮火力轰击，接着是地面炮火射击，最后才是步兵冲击，所以联军总在坑道里躲过中国军队的炮火，再进入阵地迎击步兵的进攻，一次又一次粉碎了中国军队的攻势。中国军队最后改变战术，在6月7日拂晓，没进行任何炮火准备，悄然接近联军阵地，突然发起冲击，打了联军一个措手不及，一举攻占了362高地。

6月7日，中国军队发动总攻，担负中央突破的陆战3师势如破竹，进展神速，遇到难以克服的联军阵地就设法绕过去，继续向前推进，终于突破了联军的防线，并于两天后攻到了西海岸，占据了一段约800米长的海岸，将联军分割为两部分。

6月9日中国军队占领了尚未完工的三号机场。杰克森得知中国军队突破了防线并将联军一分为二时，立即组织部队进行反击，他深知中国军队火力强，正面进攻难以奏效，所以进行的是夜间渗透反击。

他命令部队尽可能穿越中国军队的防线，渗透到中国军队后方重新打通两翼联系。中国军队发现了联军的行动，他们发射的照明弹将黑夜照得如同白昼，许多联军越过了中国军队的前沿防线，有的甚至渗透深入达1600米，但中国军队预备队和后方勤务人员依托工事顽强抗击，天亮时，联军的反击被彻底粉碎，伤亡至少1000人。

6月10日，陆战3师将联军防线截为两段后，随即开始向两面扩张战果，9团向东，21团向西，分别策应陆战4师、5师的攻击。尽管战事的发展对联军的防御已经相当不利，但联军仍依托工事死战不退，尤其是陆战5师面对的是由杰克森直接指挥的部队，遭到的抵抗更为激烈。陆战5师的伤亡超过75％，许多战斗部队失去了战斗力，师部的文书、司机甚至炊事员等勤杂人员都投入了战斗。3师、4师的伤亡也很严重。在这种情况下，陆战4师师长向杰克森和新咯里多尼亚岛联军中战斗力最强的第第29团马特上校发出劝降信，信中他首先向联军的无畏精神和英勇作战表示了敬佩，接着说明了联军目前无法取胜的处境，最后要求他们指挥所属部队停止抵抗，中国军队将根据《日内瓦公约》保证投降联军受到人道待遇。但劝降信如同石沉大海，没有回音。

6月16日，东北部的800余名联军被歼灭，中国军队于当日18时宣布占领新咯里多尼亚岛，但战斗仍在继续，杰克森指挥残部依然在抵抗，有时战斗还相当激烈。

从16日中国军队宣布占领新咯里多尼亚岛后又经过整整一周的激战，24日中国军队才将残余的联军压缩在岛北部约2100平方米的狭小范围里。杰克森于当晚焚毁了军旗，发出了最后的诀别电报，然后销毁密码，准备实施最后的决死反击。

6月25日，杰克森派人设法通知岛上的每一个人于夜间携带武器在三号机场附近的山区集合。6月26日凌晨，杰克森亲自率领约350名联军向二号机场的中国军队发起了最后反击……

天亮后，中国军队组织扫荡，四处追杀这股残余联军。激战3小时后，中国军队将这股联军大部歼灭，联军仅遗留在中国军队阵地前的尸体就有250具，杰克森负伤后被俘，中国军队伤亡172人。中国军队于当天8时宣布新咯里多尼亚岛战役结束，但清剿残余联军的战斗一直持续到7月底。