27 Ιουνίου 1913 στις 3 τα ξημερώματα η μοίρα πεδινού πυροβολικού της 6ης μεραχίας, κατέλαβε θέσεις ανατολικά των υψωμάτων του Αετοβουνίου. Με το πρώτο φως του ήλιου, ξημέρωμα 27ης Ιουνίου, άρχισαν και πάλι οι συγκρούσεις. Το βουλγαρικό πυροβολικό άρχισε να σφυροκοπεί τα ελληνικά τμήματα δυτικά της Βυρώνειας, αλλά και της πρώτης γραμμής.
Μέχρι τις 6 το πρωί, το 1ο σύνταγμα ευζώνων και το 5ο σύνταγμα πεζικού, εκτόπισαν τον εχθρό από σημαντικές θέσεις και υψώματα γύρω από το Νέο Πετρίτσι.
Στις 7 το πρωί η επίθεση γενικεύτηκε σε όλο το μήκος της γραμμής. Η πεδινή μοίρα άρχισε να βάλλει κατά των εχθρικών θέσεων, γεγονός που διευκόλυνε την προέλαση των ελληνικών τμημάτων προς το Νέο Πετρίτσι. Παρόλα αυτά, το εχθρικό πυροβολικό, συνέχισε να χτυπά τα προελαύνοντα ελληνικά στρατιωτικά τμήματα, χωρίς όμως να καταφέρει να τα πτοήσει.
Το 1ο σύνταγμα ευζώνων εξόρμησε κατά των εχθρικών θέσεων στο Νέο Πετρίτσι, στις 8 το πρωί.
Στις 9 το πρωί ο λόχος ευζώνων, με επικεφαλή τον λοχαγό Γεώργιο Παπαδόπουλο, κινήθηκε προς γενική επίθεση, σώμα με σώμα με τον εχθρό. Ο γενναίος λοχαγός, με το περίστροφο στο χέρι και οδηγώντας τους άνδρες τους στα εχθρικά οχυρά, έπεσε νεκρός από βουλγαρικό βόλι. Οι εύζωνοι όμως δεν πτοήθηκαν. Προχώρησαν ακάθεκτοι και με την χαρακτηριστική ιαχή «Αέρα» κατέλαβαν τα 4 πυροβόλα, εκτοπίζοντας τους εναπομείναντες Βουλγάρους, που τράπηκαν σε άτακτη φυγή προς τον Στρυμόνα.
Στις 8.15 ο αντισυνταγματάρχης Παπαδόπουλος αναφέρει στον μέραρχο Μανουσογιαννάκη «Κατέλαβα τη Βέτρινα, εκτοπίζοντας τον εχθρό από τις θέσεις που κατείχε σε υψώματα βορείως του χωριού, μέχρι τώρα επτά διαδοχικά. Ο εχθρός υποχωρεί προς το βορρά». Μετά από 530 χρόνια, το Νέο Πετρίτσι ήταν ελεύθερο και ελληνικό.
Ήδη από την τελική φάση των επιχειρήσεων νωρίς το πρωί της 27ης Ιουνίου, είχε αρχίσει η γενική υποχώρηση των Βουλγάρων, που γρήγορα μετατράπηκε σε άτακτη φυγή. Η περιοχή από το Νέο Πετρίτσι, μέχρι τη γέφυρα του Στρυμόνα κατακλύστηκε από πανικόβλητους Βουλγάρους, που προσπαθούσαν να περάσουν τα στενά του Ρούπελ.
Οι απώλειες στη διήμερη μάχη της Βέτρινας, ανήλθαν σε 36 νεκρούς, 207 τραυματίες και 36 αγνοούμενους.
Μετά την ήττα τους στο Νέο Πετρίτσι, οι Βούλγαροι ανατίναξαν το πρώτο τόξο της σιδηροδρομικής γέφυρας του Στρυμόνα, πριν αφήσουν πίσω τους τα στενά του Ρούπελ.
Η μάχη της Βέτρινας, άνοιξε το δρόμο για την απελευθέρωση του Σιδηροκάστρου, των Σερρών και ολόκληρης της ανατολικής Μακεδονίας, ενώ έδωσε ώθηση στην νικηφόρα προέλαση του ελληνικού στρατού προς το βορρά και τα στενά της Κρέσνας. Το απόγευμα της 27ης Ιουνίου, μια ίλη ιππικού με διοικητή τον ανθυπολοχαγό Ιωαννίδη, μπήκε στο μαρτυρικό Σιδηρόκαστρο.
Η γαλανόλευκη υψώθηκε στο βυζαντινό κάστρο.
