Nắm được tình hình, Ban chỉ huy Xã đội Thanh Trung, một xã chiến đấu gần sân bay Đà Nẵng, liền lên kế hoạch vây chặt đoàn tàu, khiến cho chúng không chạy tiếp nhưng cũng không lui. Ngay tối hôm đó, kế hoạch giam chân đoàn tàu được thực hiện. Hàng nghìn đồng bào dưới sự bảo vệ và hướng dẫn của du kích, đổ ra bóc phá đoạn đường sắt phía sau, không để cho đoàn tàu có đường chạy lui. Đồng thời du kích bao vây lô cốt gác của địch ở cầu Bầu Sấu. Nhân dân và du kích vừa phá đường, bắn tỉa, vừa hò reo, đánh trống, mõ suốt 5 đêm liền, vây chặt lấy đoàn tàu, khiến bọn lính không dám đi đâu một bước.
Chiều ngày thứ sáu, bọn địch ở lô cốt La Thọ kéo ra gần 40 tên hòng phá vây, ứng cứu cho lô cốt Bầu Sấu liền bị du kích phục kích, tiêu diệt 5 tên và làm bị thương 10 tên khác, khiến chúng phải tháo lui. Từ chỗ bắn tỉa lính trong bốt, du kích chuyển sang bắn tỉa lính trên tàu và vòng vây của nhân dân dần dần khép chặt hơn. Không ngày nào lính trên tàu không bị tiêu diệt vài tên nên chúng rất hoang mang, cả ngày đêm không dám rời các toa. Mấy ngày đầu địch còn dùng máy bay lên thẳng chở lương thực đến tiếp tế, nhưng bị du kích bắn mạnh. Trong ngày thứ bảy, với súng trường ga-răng, du kích đã bắn hỏng 2 máy bay lên thẳng, làm chúng không dám đến tiếp tế nữa.
Bị vây hãm, cắt đường tiếp tế nên cuộc sống của hàng trăm tên lính trên tàu rất bấp bênh, căng thẳng. Một số không chịu nổi, nên khi nghe tiếng loa kêu gọi của du kích, đã lén vác súng ra hàng để được về với gia đình. Để tiếp tục uy hiếp địch mạnh hơn nữa, đêm thứ chín, một phân đội bộ đội địa phương đã được cử đến phối hợp với du kích xã Thanh Trung tổ chức pháo kích vào đoàn tàu, đồng thời đưa tin nghi binh làm cho địch tưởng ta sắp tấn công đoàn tàu. Trước tình thế đó, chúng để lại khoảng 80 tên giữ tàu, còn đại bộ phận cố liều mạng tìm đường thoát ra khỏi vòng vây. Nhưng du kích đã chặn đánh, diệt 5 tên, làm bị thương 12 tên. Số còn lại chạy xuống phía đường số 1 để thoát thân.
Biết bọn còn lại trên tàu chỉ hơn 2 trung đội và tinh thần đã hoang mang, nao núng nên Ban chỉ huy Xã đội quyết định phải tăng sức uy hiếp để bức chúng phải bỏ cả đoàn tàu và không để địch có thời gian tập trung quân ở các nơi đến giải tỏa. Du kích lại tiếp tục lấn sát đoàn tàu, tăng cường bắn tỉa, đồng thời đào hầm hố khắp xung quanh. Bọn địch còn lại trên tàu càng bị cô lập, sợ rằng nội trong đêm thế nào ta cũng tấn công tiêu diệt, nên 10 giờ đêm hôm ấy, tên chỉ huy ra lệnh bắn loạn xạ ra xung quanh, phá cả đầu máy xe lửa, rồi cuốn gói chạy thoát, bỏ lại đoàn tàu nằm chơ vơ trên đường sắt...
VŨ HOÀNG ÂN