战车第三师团的联队长栗栖大佐接到命令后，不敢怠慢，当即率其战车部队由洛宁向东北，沿着洛河北岸的公路赶赴洛阳。
第63师团至19日的下午，对洛阳以北的进攻，依然没有进展而且伤亡较大。
此时，敌华北方面军司令部的参谋们认为，这个师团是于去年6月中旬，由驻北京地区担任治安性任务的独立混成第15旅团为基础，编为野战师团，缺乏正规作战经验。
而该师团的师团长野副昌德中将，在任旅团一级指挥员时，较长时间担任着驻长春市的关东军第2独立守备队队长，在与东北抗日联军游击部队作战尚可，在北平附近执行治安性任务亦算胜任。
但要其指挥1个师团，与防守在洛阳的国军正规部队作战，经过一天的作战情况看，短时内并无取胜的希望。
华北方面军司令官冈村宁次、参谋长大城户三治，根据参谋们的意见，经多方考虑后，认为第12军向伊河、洛河上游的追击作战，已接近尾声，于是立即决定：由内山英太郎的第12军一并指挥第63师团，继续进攻洛阳。
接到此一命令的内山和寺垣忠雄，即派作战参谋折田正男大佐，户次俊雄中佐去第63师团进行联系，了解战况。
并派骑兵第4旅团之骑兵第26联队，快速至洛阳城南协同作战。
与此同时，冈村还命令第2飞行团的6架轻轰炸机，又对洛阳城北的上清宫守军阵地进行轰炸，以支援第63师团。
柳勇的67旅团，从5月19日在洛阳城北地区发起攻击后，有马敏雄中佐之独立步兵第137大队，被防守的部队击溃，该大队即在蒋沟以北防坦克壕的隐蔽处暂停，但已被守军的火力钉住。
根据这一情况，野副从洛阳城北约10公里的师团司令部驻地南陈庄出发，至西南方向的冢头镇67旅团，研究支援有马敏雄大队的方法，以及确定明21日的攻击重点放在旅团之左侧，以步兵、坦克、炮兵、航空部队进攻后洞的东南高地。
此时，第2飞行团的轻轰炸机，继续对上清宫一带的守军阵地进行轰炸，因两军的阵地相距较近，部分炸弹落在有马敏雄大队的阵地，致该敌遭误炸而又发生了不少伤亡。
为攻占后洞东南高地，21日中午，日军战车第3师团作战主任参谋永山，至第63师团研究晚间的战斗协同。
经过一番商议，日军方面决定由福永勇吉中佐之独立步兵第25大队及战车第13联队之中战车1个大队担任主攻，战斗打响后由
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