日军多次抢劫粮食、弹药均以惨败告终，日军改变了策略，日军从队伍里挑选出一批在朝鲜生活多年精通朝鲜话的日本兵，化装成朝鲜老百姓，埋伏在路旁的树林里。押运粮食的车队路过的时候，他们就跌跌撞撞地从树林里走出来，拦住车队，自称是附近村庄的朝鲜百姓，村子数天前遭到了日军的洗劫，粮食被抢光了，已经几天没有吃东西了。这半个月以来，担任押运任务的队伍都换成了韩国光复军，那些民兵也都用雇佣的朝鲜百姓替代了。押运队见这些人说一口流利的朝鲜话，面露菜色、衣衫褴褛，信以为真，就停下来，从车上取下粮食，用大锅熬住了浓稠的米粥给让他们填饱肚子。日本人狼吞虎咽地喝光了一大锅米粥，随后大喝一声冲进队伍里，抢夺战士们的武器，与押运队进行激烈搏斗，整个押运队都混乱起来，这时树林里冲出三千多名日军士兵，趁着押运队都化装成朝鲜百姓的日本兵纠缠住，一股脑地冲过来，经过激烈的战斗，三百多名押运队士兵和朝鲜百姓大多数壮烈牺牲，日军也付出了五百多人的伤亡。日军吃饱喝足，恢复了体力，押着数十名俘虏和数万斤粮食、三百多只枪械以及大量的弹药返回营地。通过对俘虏的审讯，日军获得了一个意外的收获，原来这批押运队除了押运作战物资，还顺道护送一个名叫程斌的义勇军高级指挥员，日军从程斌口中获得了这样一份珍贵的情报，抗日军与援朝义勇军打成了一个秘密协议，义勇军帮助抗日军围剿深山密林中的日军，而抗日军则会资助义勇军一批武器、弹药和粮食，这些日子运送的粮食、弹药就是送到机顶洞交给义勇军的，这批物资光粮食就有一百多万斤，这令第十五师团师团长岩松义雄和第十七师团师团长广野太吉、第十八师团师团长牛岛振雄大为心动。他们认为这是日军千载难逢的突破机会，若能集结大部分人马，趁着义勇军没有取走物资之前夺取这批粮食、武器、弹药，拼尽全力夺取机顶洞，夺取粮食、弹药，陷入包围圈里的日军就能够重新焕发战斗力，一举杀出重围。但第十三师团师团长狄州立兵比较清醒，他认为这很可能是抗日军给日军设计的一个圈套。理由是最近一段时间抗日军押运粮食的队伍全部换成了朝鲜人，这有点不合常理。可是狄州立兵仅凭这样一个理由根本就说服不了其他三位师团长。最后，经过一通争论，狄州立兵不得不屈从了其他三位师团长的决定。
翌日日军使用精心保存的电台与远在吉州的第26、27师团取得了联络，请求第26、27师团攻打输城，将抗日军主力吸引到输城，配合他们攻占机顶洞。十几天后日军第13、15、17、18师团集结了五个联队的兵力，这五个联队差不多是日军的全部人马，平均每个联队不足两千人，经过大自然的优胜劣汰，日军中羸弱的士兵都死掉了，同那些朝鲜士兵和百姓的命运一样悲惨，即便死掉了，尸体也要为那些仍旧活着的士兵效劳，成为他们的美餐，过去的一年，在无法获得食物的时候，这五个联队的日本兵就是靠吞食同伴尸肉活下来的，如今他们意外缴获了数万斤粮食，布满菜色的面额重又恢复了一些血色，胳膊腿也多少有了些力气。
七月初的一天，日军第26、27师团借着夜色掩护悄悄进入日军控制的罗南，翌日清晨日军两个师团突然对输城发动了猛烈攻势。日军突然发难，驻守输城的韩国光复军的二师一旅被打了个措手不及，日军以重炮向外围阵地猛烈轰击，很快就摧毁了城外的碉堡，炮火延伸中城墙坍塌，日军冲进城内，金永男见势不好，抛下部队，打开北门，带着警卫营逃出城去。长官都跑了，自己一个小兵何苦卖命？不如都跑吧，别的都是虚的，只有小命最重要。于是韩国光复军二师一旅的官兵便扔下武器，脱下军装，化装成百姓，逃的逃，散的散，来不及跑的也都投降了日军。好好一座战略重镇就这样送给了日军。会宁至富宁是抗日军和韩国光复军的实际控制区，这一带的日军早已被肃清，铁路运输一直保持着畅通。获悉输城失陷，韩斌非但无忧，反而欢喜，因为第26师团和第27师团集结全部人马攻打输城，这就说明包围圈内的日军几个师团中了引蛇出洞的计划。韩斌当即率领装甲师开赴会宁，到达会宁后组织军用列车运载装甲师的人员和装备奔赴富宁。日军集结的五个联队并非在一地，而是分布在五龙河以北抗日军划分的三个战区里。其中日军第十三师团和第十八师团在第三战区，这两个师团共有三个联队，而第十七师团分布在第二战区，该师团只有一个联队。第十五师团在第一战区，该师团也只有一个联队。因为五龙河以北有抗日军各部队严密监视，日军的大规模行动肯定会遭到抗日军各部队的拦阻、围堵。所以日军这五个联队不可能运动到同一地点，然后在同一时间对机顶洞发动进攻。
按照日军的猜测，抗日军主力部队都集中在五龙河以北，五龙河以南抗日军的控制区主要由韩国光复军负责守卫，一旦输城遭到日军两个师团的合力猛攻，以韩国光复军的战斗力必然会在短时间内失陷，输城失陷，富宁、会宁、茂山都会受到日军的威胁。如果抗日军对输城不管不顾，任由日军继续攻占不堪一战的韩国光复军驻守的这三座城市，那么包围圈内外的日军几个师团就会连成一片，届时日军从本土再运送过来几个师团，入朝不久立足未稳的抗日军很可能会被日军赶出朝鲜，这就是攻敌所必救。果然不出所料，为了不使日军第26、27师团继续扩大战果，攻占富宁，抗日军从甑山营地将日军最为忌惮的抗日军的机动兵力装甲师调往富宁。装甲师离开了甑山营地，机顶洞兵力一下就空虚了，距离机顶洞最近的日军第十三师团和第十八师团在当天夜晚集结仅有的三个联队，共六千人，向机顶洞发动了进攻。而分布在其他两个战区的日军也在同一时间集结起来，向驻守在各个村镇的抗日军各部队发动了进攻，以达到牵制抗日军兵力，使其无法增援机顶洞的军事目的。
抗日军第三战区和活动在第三战区的王德林、周保中的义勇军早就在机顶洞布下了天罗地网，就等着这些鬼子兵自投罗网。机顶洞几乎就位于稳城至会宁公路的中点，战略位置十分重要，从稳城输送到第三战区以及供给韩国光复军的物资中途都要经过这里。负责机顶洞守卫任务的部队是安南独立师第一旅二团。安南独立师在东北连续与日军打了好几场硬仗，部队伤亡惨重，由于安南距朝鲜十分遥远，损失兵力一直未得到及时补充，黄文欢的第一旅仅有两千多人，而二团不到一千人。日军的三个联队将近六千人，人数上日军确实比第一旅第二团的六倍，更何况这些日军从押运队那里缴获了一批武器、弹药和数万斤粮食，吃饱喝足、养精蓄锐，仅凭安南独立师这一千人恐怕是守不住机顶洞的。其实，韩斌根本就没打算守住机顶洞，机顶洞是一个诱饵，之所以将这一千多安南炮灰放在这里，就是准备牺牲这些安南人，让日军打消疑虑，投入全部兵力攻占机顶洞。日军这六千人占领机顶洞后，发现这里存有大量粮食，便会联系其他战区的日军过来，共同分享猎物。等到包围圈内所有的日军全部集中到机顶洞，届时抗日军联合义勇军围住机顶洞，便可一举将日军全歼，这就是杨靖宇当初所献引蛇出、一网打尽的计谋。
黑漆漆的夜色中枪声、炮声、手榴弹的爆炸声使一直平静的机顶洞这个小镇子一下子沸腾起来，日军第十三师团和第十八师团的三个联队，六千日本兵从四面将机顶洞团团围住，日军担心中国军队的援军随时可能赶到战场，决心在一个小时内不惜一切代价攻占机顶洞。战斗一开始就十分激烈，日军没有采用添油战术，第一次进攻就孤注一掷地投入了全部兵力。日军的神枪手打灭了所有的探照灯，机顶洞顿时沉入一片令人恐慌的黑暗之中。
黑暗隐藏了一切，加重了安南士兵的恐慌，他们向四周胡乱射击，悄悄摸过来的日军中弹时发出的嚎叫，传到耳朵里令人毛骨悚然。如果是白昼，视野清晰，看得清对面日军哪里是佯攻，哪里是主攻，可以根据实际情况调配兵力，以守军的火力，完全能够守住机顶洞外围阵地，然而在一片漆黑的情况下，防守外围阵地的军官根本就看不清对面的情况，更重要的是无法有效地指挥、调动士兵。
