休整结束后，第三师和护国军在棉花坡进行了一场殊死较量。泸州、纳溪、棉花坡这三个地点进行的战斗被合称为“纳溪战役”。事后，四川的报纸转述了蔡锷的话：此……之剧战，实为吾国有枪炮后之第一战也。由此可见当时战况之激烈。
进攻棉花坡的是李国翰率领的近卫旅，李国翰急于挽回颜面，在第六旅补充完人员和弹药后就急冲冲地找曹锟要求担任主攻。曹锟出于种种考虑，便应允了。
而防守棉花坡的是滇军悍将朱德。一场硬碰硬的激战在棉花坡打响。李国翰亲自带领执法队督战，冲锋时，若有退缩不前者一律砍头。第一波冲锋，一个连冲上去，只回来十人，十人全部被执法队砍了头；第二波冲锋，一个连冲上去，只回来三人，三人全被砍头；第三波冲锋，两个连冲上去，一个都没有回来，全部阵亡在护国军阵地前。
棉花坡的战斗持续了三天，北洋第三师向棉花坡敌方阵地发射炮弹一万发，主攻的近卫旅伤亡四千多人，基本丧失了战斗力。吴佩孚已暗中命令王梓竣的第六旅做好接替近卫旅的准备。恰好，冯旅偷袭叙州得手，朱德为防止被切断退路，主动放弃棉花坡阵地，率部后撤，近卫旅这才得以占领棉花坡。本来已经绝望的李国翰，得知护国军撤出棉花坡，转忧为喜，命令残余部队继续向空无一人的敌人阵地冲锋，造成一种击败敌人的假象。并以此向曹锟报告，说自己打败朱德，占领了棉花坡。
曹锟对此心知肚明，冯旅偷袭叙州是吴佩孚策划的，本应派王梓竣的第六旅，但是吴佩孚顾及到李国翰的情绪，便派了冯玉祥。
曹锟对准姑爷的“战功”很无奈，论功行赏提升李国翰为第三师参谋长，领少将军衔。近卫旅旅长一职继续由自己的亲兄弟曹锳担任。这是明升暗降的安排，李国翰任虚职没有了兵权，心中郁结，无处排遣，暗自琢磨着对策。
第三师入川征讨护国军，取得了暂时的胜利，但是吴佩孚却发现了问题。两位北洋系重臣段祺瑞和冯国璋均不支持袁世凯称帝，在这次与护国军的战争中，两位大人不热衷、不参与甚至鼓动其手下出工不出力。入川的其他几个师，在战斗中敷衍了事，能避战的尽量避战，能装败的便装败，意图保存实力。所以这次入川作战全部都是第三师冲在前面，基本上是由第三师独自完成的作战任务。
吴佩孚找曹锟细说其中利害，分析说袁世凯称帝不得人心，让人担忧的是，袁世凯最为倚重的两个人竟然都暗中反对他。而且这两个人在北洋系中举足轻重，若是袁世
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