只是相對於冀中戰場眼下的寧靜來說，在整個冀中的北面的天津戰場，眼下的戰事卻是陷入了苦戰。之前陶淨非考慮到天津城區南北寬，東西狹窄的特點，採取了東西對進，搶占海河上橋樑，將日軍分割為南北兩部之後，再先南後北的攻擊戰術。
在突破天津外圍防線，肅清楊柳青、軍糧城等天津外圍各個日軍據點，並先後搶占海光寺、西站、堤頭、北洋大學等一系列要點後。陶淨非集中了四個師的兵力，在兩個坦克團的配合之下，分別從城西的西站、海光寺，城東以大公第七廠、硝皮廠為出擊點。
採取東西對攻的戰術，向天津城區發起攻擊，兩部的匯合點就選在了天津城區內的金湯橋與萬國橋。同時以一個師的兵力配屬晉察冀軍區的一個旅，渤海軍區的兩個獨立團，分別從海河下游兩岸向北攻擊，目標直指英法租界。
按照陶淨非的設想，自己從東西兩面採取對攻，同時以一部兵力由南至北發起攻擊，可以有效的分散日軍防守的兵力。同時自己在兵力上，又占據一比二的優勢。只要拿下金湯橋與金剛橋一線，將天津日軍防禦兵力攔腰截斷，短時間之內拿下天津不成問題。
但整整三天的激戰下來，結果卻與陶淨非當初設想的完全兩樣。面對日軍頑強的抵抗，以及上級不准使用重武器的命令。三天的激戰下來，各個攻擊部隊除了一部兵力搶占義大利租界，將固守原英法租界區的日軍一部，與城區其他部分的日軍之間聯繫分割開來之外，始終未能完成對天津日軍主力的分割。
尤其是多次對金湯橋、萬國橋以及金剛橋，這三座天津城區海河上最重要的橋樑爭奪。在日本海軍艦艇猛烈炮火的封鎖，以及周邊守軍的頑強阻擊，不惜代價的反擊之下全部失利。也就是說，陶淨非的攻勢在深入內城之後全線受挫。
對金湯橋以及紫竹林港區一線發起攻擊的一個團，在海河上日軍幾艘輕型艦艇以及一艘炮艦的火力阻擊之下，反覆攻擊始終未能得手。尤其是在金湯橋一線，因為日軍的炮火異常的猛烈，造成了相當大的傷亡。
雖然該團兩個主攻營，不顧日軍炮火攔截以及異常兇猛的反撲，以傷亡三分之二為代價，經過反覆爭奪雖然攻占閩粵會館，以及天津縣政府、張家大院等一系列重要目標。硬生生的將攻擊線，推進到距離目標金湯橋已經不遠的鼓樓一線。但終因為傷亡過重，喪失了持續攻擊的能力。
攻擊金湯橋一線的部隊傷亡慘重，只能在鼓樓一線轉入防禦。在金湯橋上游金剛橋的部隊，雖說連續奪取了金華僑、金鐘橋兩座橋樑，但是對金剛橋的攻擊也進展異常的緩慢。幾經苦戰卻遲遲無法取得突破，與日軍在工學院、律師公會一線陷入僵持。
東線的攻擊部隊，也在北寧鐵路以東與日軍陷入僵持。雖然奪取了老龍頭車站，但向萬國橋的攻擊行動，卻同樣多次受挫。各路穿插部隊，在北寧鐵路沿線的大大小小胡同之中，與日軍陷入了拉鋸的狀態。
天津戰場的日軍，雖說在外圍損失了相當的兵力。在除掉固守塘沽的部分日軍之外，用來固守內城的不過二十七師團兩個聯隊，外加獨立混成第十五旅團，以及其他的雜七雜八的部隊，總兵力相加也不過三萬餘人。
即便再加上緊急動員的三千多武裝僑民，以及部分偽軍和偽警察，總兵力也不到四萬人。與抗聯投入的六個師外加兩個旅，以及部分渤海軍區活動在天津以南的兩個獨立團相比。在兵力對比上，只有抗聯投入兵力的一半。
但抗聯在進入城區攻堅作戰之後，限制使用重火力的規定，卻讓一線攻擊部隊在火力對比上與日軍相差懸殊。尤其是日軍還可以得到駐紮在金湯橋下游，以及紫竹林港區的日本海軍艦艇的火力支援，雙方的火力對比相差更加懸殊。
即便抗聯在突入內城之後，投入了整整兩個團百餘輛坦克。但是天津城內大大小小的胡同，也限制了坦克的使用。坦克部隊只能沿著主要街道衝鋒，日軍則利用街道兩側的房屋，設置的反坦克預設陣地，給抗聯的坦克部隊帶來了不小的損失。
三天的苦戰下來，除了實際戰略意義並不大的金華橋與金鐘橋之外。真正具有戰略意義的，將天津主城區分為東西兩部分的海河，曾公祠以下河段上的大大小小橋樑，卻是只奪取下來一座。
不過多少有些具有諷刺意味的是，這座橋是日軍占領天津之後修建的，連接原日本租界與河北之間聯繫的木質橋樑。老百姓私下雖說稱之為新橋，但這道木質橋樑的正式名稱是日本橋。
只不過這座木結構為主的橋樑，在被攻占後短時間之內，便被下游紫竹林碼頭的日軍海軍艦艇，使用艦炮打出的燃燒彈給燒毀。非但未能發揮陶淨非期待的作用，反倒使得河東部隊渡河攻入天津原日租界的一個營，因為打開的突破口重新被封鎖，被切斷了與河東的聯繫。
日軍為了防止抗聯利用海河的冰封河段渡河，以及為了便於自己艦艇的活動。在戰鬥打響之前，在天津城內海河河面上，布設了大量的炸藥。在抗聯攻擊發起之後，便將曾公祠以下直至裕豐紗廠之間的河段，所有冰封的河面全部炸開。
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在奪取的唯一一座橋樑被毀，河面的浮冰又被炸開無法利用冰層渡河。而從海光寺向天津日租界發起攻擊的部隊，又被日軍死死的阻擊在原日本領事館，以及東亞醫院一線無法與其靠攏。河東渡河的這個營，陷入了孤立無援的境地。
眼下的天津攻防戰陷入如此的苦戰，除了天津城內的日軍炮兵全力開火攔截之外，就是那幾艘部署在海河曾公祠以下河段的幾艘艦艇。以其自身的機動能力，以及為數不少的艦炮艦炮與地面炮兵配合，給抗聯攻擊部隊帶來了巨大的傷亡。
這些海軍艦艇雖說都是以輕型艦艇為主，噸位最大的一艘老式炮艦，滿載排水量也不過千餘噸。但是主炮的口徑卻都不小。大多數超過百噸的艦艇上，都配備了一百二十毫米口徑的高平兩用炮。
這些艦艇在戰場上，在兩艘破冰船的配合之下，不斷的沿著海河被炸開的河面，上下快速機動。艦炮口徑大、射程遠，威力也遠遠的超過那些地面炮兵。幾乎每一艘艦艇，都相當於一個機動炮兵連。
而且即便是小口徑的艦炮，雖說威力不算很大。但是卻有一個相當大的優勢，那就是射速快。同時在口徑相當的情況之下，艦炮的射程要遠於地面火炮。炮彈的威力，普遍也要大於地面同口徑火炮。
對金湯橋、金剛橋以及萬國橋，這幾座戰略級別的橋樑攻擊失利，主要原因就在這些軍艦在戰鬥之中，拼命的開火支援日軍守軍作戰。其炮彈的炸點又准又狠，在攻擊部隊的前進路線上，打出了一道道密集的火牆。給抗聯的穿插部隊，造成了極其慘重的傷亡。
儘管參戰的抗聯航空兵，從塘沽戰場調來的兩個攻擊機中隊，冒著日軍艦艇以及周邊的防空火力，採取了低空突襲的戰術，炸沉了部分日軍艦艇，在一定程度上削弱了日軍艦炮的威脅。
但剩餘的部分日軍艦艇，在已經無任何退路的情況之下。卻不顧抗聯的空中威脅，依舊在不斷以艦炮火力的配合陸軍防禦。就連艦艇被炸沉的日本海軍士兵，也配發了步機槍，編入陸軍參加地面防禦作戰。
在此戰之中為了保護城內百姓的安全，抗聯在巷戰之中就連火炮都未使用，更何況使用飛機？所以很清楚在防空火力的部署上，重點應該放在什麼位置上的日軍，將手中主要的高射武器都部署在海河兩岸。
再加上日軍艦艇上自身配備的，以及從天津日本海軍倉庫內調出來的，緊急加裝的大量高射炮和高射機槍，對抗聯的攻擊機群形成了巨大的威脅。反正這些軍艦隻是在有限的河段上作戰，日軍根本就沒有考慮艦艇的承載能力。
軍艦上只要有空位子的部位，都見縫插針的安裝上了高射機槍，以及單管或是多管的二十五毫米機關炮。其裝備的二十五毫米高炮和十三毫米機槍，雖說性能很普通。但狹窄的河面也限制抗聯攻擊機群進入的航線，使得這些性能其實並不咋地的高射炮和高射機槍，一樣可以發揮了巨大的威力。
日軍利用這些艦艇上的高射火力，再加上河岸兩側的陸軍高射炮群，在海河上空組成一道密集的防空火力網，以保證海河上艦艇的安全。儘管狹窄的河面，也限制了日軍艦艇的機動能力。讓日軍的艦艇只能上下機動，無法有效的避開抗聯的空襲。
但其密集的地面防空火力，讓參戰的抗聯攻擊機群，付出了異常慘重的代價。在加上只能使用普通高爆航彈，以及機載火箭彈進行低空俯衝攻擊，攻擊手段相對單一。使得戰果並不盡如人意，沒有能夠徹底的解決日軍艦艇的威脅。
雖然參戰的抗聯航空兵，冒著日軍密集的地面火力拼死突擊。在攻擊之中也摧毀了日軍部署在海河上的三分之一艦艇，以及大量日軍利用民用駁船，加裝九二步兵炮改裝的小炮艇。甚至擊沉了整個日本海軍部署在天津艦隊的旗艦，也是噸位最大的朝顏號驅逐艦。
整個日本海軍部署在天津的艦隊之中，那艘原本被日本海軍贈送給偽滿洲國。後來覺得不合算又要回來的，裝備三門一百二十毫米艦炮，也是整個天津戰場上艦艇群之中，火力最強的檻號驅逐艦也被抗聯航空兵擊沉。
但在空襲之中，抗聯投入的三十餘攻擊機之中，被擊落二十多架，十多架攻擊機被擊傷。這個損失對於本就部署重點，不在天津戰場的航空兵來說，基本上可以說是到了傷筋動骨地步。幾乎損失了所有攻擊機群的航空兵參戰部隊，再無力配合地面部隊，只能全部撤出戰場。