为了尽快消灭章缝集之敌，晋冀鲁豫野战军调整作战部署，调三纵、六纵支援七纵，以三纵、六纵对章缝集周围村庄的敌军实施攻击，并迂回敌后，彻底孤立章缝集之敌；以七纵攻击章缝集村内的敌军。七纵对章缝集的进攻遂成为战役能否顺利发展的关键。
接到任务后，七纵首长杨勇等决定：以二十旅担任主攻，从村西北角发起突击，以十九旅从村东北角实施助攻，对章缝集展开多路突击。10月5日凌晨，二十旅以五十八团、五十九团为突击队，以六十二团为预备队，对敌人发起攻击。战士们在五十八团团长吴忠、五十九团团长晋士林的率领下，虽然奋力拼杀，无奈却被敌人牢固的鹿岸和壕沟水挡住，几次突击均未成功。一直激战到夜里，五十九团突击队才从北门突破敌阵，撕开了一个缺口。吴忠随即带领五十八团三营和六十二团参谋长张兴臣带的三个连队一起突进村里。
胡琏得知章缝集的寨墙被突破后，为免于整编十一师被分割包围，他立即命令十一师所有的榴弹炮、重迫击炮进行拦阻射击，封锁通往突破口的一切通道。同时，命令章缝集的三十二团不惜一切代价，对已突入的我军部队进行反扑，封闭突破口，截断村内外的联系。
在敌人激烈的炮火封锁下，我军打开的唯一的突破口被守敌封住了，突入村内的我军部队也陷入了守敌的反包围中。此时，突入村内的我军部队计有五十九团的二营、三营，五十八团三营八连、九连和团特务连所属警卫排、通信排各一个班，六十二团一营。
敌军经过侦察，发现我军突入村内的部队为数不多，且火力配置较弱，便仗着人多和装备上的优势，对我军突击部队疯狂发起反攻。几番拼杀过后，在敌军飞机、大炮等优势火力的攻击下，我突击部队伤亡严重，不仅同前线指挥所完全断绝了联系，而且处在章缝集敌人的心脏里。情况万分危急，但吴忠仍沉着镇定，一边指挥战士与敌死战，一边亲自端着重机枪扫射蜂拥而来的敌人。
突然，一颗子弹穿破了吴忠的颈部，他顿时血流如注，当即昏迷了过去。苏醒后，吴忠首先详细询问了战况。在他昏迷期间，敌军已经又发动了几次猛烈的进攻，我军战士在敌优势炮火攻击下，伤亡剧增，战斗力锐减，更为重要的是，弹药几近消耗殆尽。
面对此种情况，吴忠在心里做了最后打算，他叫来通信班长高继环，将随身携带的记有重大机密的笔记本交给了他，叮嘱他一定要将其送交旅首长，或者销毁，千万不能落在敌人手中。高继环转身刚要走，又被吴忠叫住，吴忠将伴随自己数年的日记本掏出来，用他最珍爱的派克钢笔在日记本的封面上草草写下了四个字：“田涛（吴忠妻子）留念”。写完后，吴忠又细细端详了一会，才把日记本与钢笔交给高继环，说道：“这两件东西，你也想办法交给田涛，让她留个纪念吧！”
闻听此言，高继环哭了，周围的战士们也哭了。
此时，敌人的新一轮进攻又开始了，吴忠强忍着伤痛，带领着战士们先用手榴弹打击敌人。手榴弹用完后，又与敌人在阵地上拼起了刺刀。在拼死一战的我军勇士面前，敌人畏缩了，丢下大批尸首，退了下去。此时，整个村内的我军突击部队已伤亡大半，幸存者也大多负伤。
关键时刻，我军村外主力部队的反击开始了。七纵六十二团和三纵七旅同时发动攻击，十九旅、二十旅随后跟进。吴忠听到村外枪声激烈，立即命令所有人员出击，接应主力。经过一番激战，我军重又撕开了被封住的突破口，两军合兵一处。
章缝集战斗于8日结束，此役，国民党军整编十一师三十二团大部被歼，遭受了自内战全面爆发以来国民党军“五大主力”最为惨重的损失。
在章缝集战斗中，吴忠与其率领的180名勇士，在四面受敌的险恶环境中，孤军奋战，坚守13小时，打退了火力绝对优势、兵力几十倍于己的国民党军20多次进攻，创造出了令人震惊的战绩，轰动了整个晋冀鲁豫野战军，在全军上下产生了巨大的影响。刘伯承、邓小平为此特地签发通令，嘉奖以吴忠为首的章缝集战斗的180名勇士，赞扬他们“表现了超人的英勇和顽强”，“不愧为人民的英雄和模范”，并号召全军将士向他们学习。晋冀鲁豫中央局机关报《人民日报》也在头版发表了题为《龙凤之战的英雄团》的报道，报道了吴忠率领五十八团与兄弟部队坚守章缝集的事迹。吴忠一战成名，成了闻名全军的英雄团长。
首任机械化师长1955年5月，中央军委决定，组建中国人民解放军第一机械化师，并任命吴忠为第一机械化师师长，龚纪明为师政委。
第一机械化师是我军历史上的第一个机械化师，全师1.3万余人，辖属五六八、五六九、五七〇3个机械化步兵团、2个榴炮团、2个坦克团、9个特种兵独立营，另外每团还编有1个坦克营，全师配有3架通信飞机，直属军委装甲兵指挥。全师全部苏式装备、全部摩托化，是人民解放军现代化建设的标兵部队，担负着为人民解放军机械化部队建设摸索经验的艰巨使命。刚刚参加完上甘岭战役回国、曾在南京军事学院系统学习了两年现代战争理论的新任师长吴忠，深感肩上担子的沉重。
为了使这支新组建的部队尽快形成战斗力，不辜负党的期望，吴忠上任伊始就提出了一个发展规划：一年打基础，两年完成团以下分队的干部训练、基础训练和战术训练，三年完成师的战役、战术合成。吴忠把文化学习、干部培训和技术训练确定为全师基础工作的重点。当时，许多穷苦人家出身、文化水平较低的军官见到新装备就发懵，不要说学习操作，就连一些基本术语都听不明白。吴忠本人尽管在军事学院学习过军兵种知识，但要具体操作新装备、指导部队训练，也是一筹莫展。要尽快了解熟悉新装备，掌握新的技术战术，不攻克文化关是迈不进门槛的。
吴忠下了狠心：“学，就是拿出吃奶的劲头，也要攻下文化关！我带头，所有人向我看齐！”他制定了文化学习的日程表，并四处求助，聘请教员。每次上课，吴忠都坐在教室里认真听课，宿舍的墙上也贴满了各种数学、物理公式和外语单词。一有空闲，他就面壁默诵，硬是用两年左右的时间，学完了初中、高中的全部课程，还自学了俄语。师长以身作则，众官兵当然不敢怠慢，于是，机械化师的文化学习蔚然成风。
吴忠在机关和部队建立了严格的主官和参谋人员培训制度，定期或不定期举办集训班。从毛泽东军事思想到人民军队作战原则，从现代战争理论到军兵种常识，从条令、条例到分队战术，集训班的授课内容无所不包。集训方式也不拘一格，有课堂教学，有分组讨论，有现场作业，也有实际操作。
军官的技术培训也是一道难关。吴忠要求全师各级干部一年内都要“学会使用各种新式武器装备，学会驾驶各种车辆，会运用各种通讯手段”，尤其是技术兵种的干部，必须每人都“会驾驶、懂电台、能射击、善管理”。
有人感到这个标准定得太高了，一年之内难以达到。吴忠把眼睛一瞪，说：“你以为手里拿的还是‘七斤半’（指步枪）啊，现在你指挥的是坦克、大炮、装甲车，连手中的装备都不明白，怎么抓好部队的管理和训练，又怎么指挥部队打仗？不懂技术，就不配做机械化师的干部，更不配做机械化师的指挥员！从我这个师长开始，一年之内，谁不会驾驶，谁不懂技术，卷铺盖滚蛋。机械化师不养混饭吃的闲人！”
吴忠本来就对新事物充满兴趣，遇到新鲜玩意必要动手摆弄一番，现在学习新技术、新装备，更是“磨刀霍霍”，简直到了废寝忘食的地步。解放战争期间，他与国民党军的装甲部队交过手，吃够了坦克的亏。现在自己手下已经有了坦克团、坦克营，而且是当时比较先进的苏制T－34坦克，吴忠真是心花怒放，将其视若掌上明珠。他宣布：“两个月内，我必学会开坦克和射击。”他迷上了坦克，学驾驶，练射击。两个月后，他不仅学会了坦克驾驶和射击的技术，还获得了坦克等级驾驶员证书。
吴忠学技术的劲头从此一发而不可收。他每次到部队检查工作，见到新装备和设备他就问，就学，就亲自动手操作。无论是军官还是列兵，只要懂技术的，都是他的老师。他说：“要学真功夫，首先得有个厚脸皮，拜能者为师，不耻下问。”经过半年多的学习钻研，吴忠基本上掌握了机械化师配备的各种装备的操作技术。
就这样，吴忠真正由“外行”领导变成了“内行”领导。他亲自审定全师的训练内容，确定训练方法，制定考核制度，亲自到各部队考核训练成果。
在这期间，1955年9月27日下午，中国人民解放军在北京中南海紫光阁西边的国务院礼堂隆重举行了首批将官军衔授予典礼。年仅33岁的吴忠也被授予少将军衔，从而成为我军首批1044颗璀璨将星中为数极少的以师长身份被授少将军衔的解放军军官。在随后举行的中国人民解放军授勋典礼上，吴忠又荣获三级八一勋章、二级独立自由勋章、二级解放勋章。
面对党和人民给予的巨大荣誉，吴忠没有骄傲，他以更大的激情投入到了机械化师的训练中，并取得了丰硕成果。1957年秋季，在团战术合练的基础上，吴忠主持进行了第一次师级规模的实兵、实弹战术演习--“辽东半岛抗登陆”演习。这次演习取得了圆满成功，受到前来参观学习的总部、军区首长的高度评价，称第一机械化师“已成为拉得动、展得开、合得拢、打得响、转得快的部队”。就这样，仅用两年多时间，这支新组建的机械化部队就形成了战斗力，完成了师合成战术实兵演习，提前一年实现了吴忠提出的奋斗目标。
