徐向前也明白，从自然地理和敌人防御重点看，必须首先攻破城东的群山防御线，切实占领牛驼寨、小窑头、淖马、山头等四个要隘。
徐向前计划置东山主峰于不顾；以主力插入，直接夺取四个要隘。
遵照他的命令，各纵在规定的时间，分头向四大要隘突然攻击：九纵攻牛驼寨，八纵攻小窑头，十五纵攻淖马，十三纵攻山头村。
牛驼寨是四大要隘中最北边的一个，由紧密相连的三个山头组成。其十号阵地上，由十座碉堡组成。十号碉堡是炮兵碉，其东南面是四号碉。这四号碉是一座古庙改建而成，故又称庙碉，乃牛驼寨的核心阵地；此阵地的东面，是五号、六号、七号等三座碉堡为骨干的前沿阵地。牛驼寨上的这三个阵地互为犄角，火力均可直接支援。每座大碉堡周围，都由很多小型的明碉暗堡为之拱卫；在那些小碉堡前面，是十多米的峭壁，堪称古人所谓深沟高垒；再前面，是十多层类似阶石一样的劈坡，其上设置两米多宽的铁丝网，铁丝网前后是地雷阵。
七纵领受任务后，决定首先以三旅实施攻击，十二旅、警备二旅掩护侧翼安全，七旅为第二梯队。
这天傍晚，部队顺着隐蔽的山沟向牛驼寨出发了。
担任攻击任务的三旅指战员全部轻装前进，每人只带械弹和干粮；炮兵把拉炮的马卸掉，自己扛炮筒、炮架、炮弹。从榆林坪、庄子口之间插入，沿山沟向西前进。到了目的地，进行短暂准备。
凌晨一时三十分，二十一团分两路向牛驼寨发起猛攻。突击队把梯子搭在峭壁上，敏捷地攀登而上。他们冲到敌人碉堡前，里面居然没什么声响。原来都在放心大胆地酣睡。解放军向里面大扔手榴弹，对那些抱着武器冲出来乱抵抗的家伙就用机枪扫。后来残存的几名徒手窜出，争相逃命，衣服裤子都没穿。解放军一名小战士一声断喝：“光屁股乱跑啥？当心一枪打下你们蛋来！”几名光屁股的家伙这才反应过来，乖乖地举起了双手。
一营攻下五号、六号、七号碉堡以后，其二连未及请示就向十号炮兵碉堡发起攻击。
八班打头阵，顺利冲出了一段距离。不料被一道铁丝网挡住了去路，全班同志们都十分焦躁。有一名姓段的小战士抱着炸药包就要冲上去，被班长池大龙揪住，拖到自己身后，并用前两天文工团演京戏的台词警告小段道：“休得造次，违令者斩！”
池大龙叫自己的十二名战士暂时按兵不动。他自己单独一个人绕过铁丝网，从南面在峭壁上用刺刀挖掘搭脚孔，攀登而上。成功后，扭头向下做手势。
他的部下跟上去，如法炮制。
池大龙转身向前摸过去。靠近碉堡，先把哨兵干掉，接着向碉堡内投手榴弹。轰隆一声，里面鬼哭狼嚎。旋即听到敌人军官在咆哮：“架机枪，快把机枪找出来架上呀！狗日的！”
池大龙听了，大喜，原来还没架机枪呀。旋即一边虚张声势地大吼，大家快冲啊；一边勇猛地向里面冲去，边跑边投弹。借着硝烟掩护，冲过了碉堡，来到敌人群中。立刻顺手夺过一挺机枪，一阵扫射，倒了一大片；旋即大喊缴枪不杀。这时，后边的战友也上来了。就这样，以十号碉堡为中心的这一段阵地便被解放军占领了；还缴获了一百多挺机枪。
后来才知道，孤胆英雄池大龙一个人打垮的是增援上来的敌人机枪第三团。
十号碉堡系列阵地被池大龙夺占后，解放军随即向牛驼寨的核心阵地四号碉堡发起进攻。
天渐渐亮了，赖以掩护的夜幕已经拉开，敌人已经看得清进攻的解放军，射击也有了准头。解放军的几次突击都被敌人的炮火、机枪压了回去。
纵队首长指示，三旅暂停攻打，在已占领的敌人阵地转入防守，待天黑后再相机出击。这样的意图是为了减少伤亡。
上午九点多钟，阎军向解放军开炮。
炮击之后，阎军一个营的步兵向解放军反扑，企图夺回丢失的阵地。
阎军在攻击前进途中，须越过他们几个月前挖掘的一道阻击壕。那壕沟又宽又深，无法跨越，必得先滑下战壕，再攀上对岸。这个叫作作茧自缚；待爬上对岸的壕边时，解放军以逸待劳，用机枪扫倒一大片，纷纷掉回壕沟底。这个又叫作自掘坟墓。
就这样，解放军三旅各部一天之间打退了敌人多次冲锋。
但是，阎军炮火猛烈，解放军三旅也伤亡不小。
夜幕一落下，阎军就不敢出击了，躲在大大小小的碉堡里、壕堑内；只不断炮击，以防止解放军利用夜幕掩护夺取四号碉堡。
待到天亮后，又才在飞机大炮掩护下向解放军进攻。
就这样拉锯了四天。
第四天早上，胡宗南派来助战的四架飞机向解放军阵地狂轰滥炸；飞机离去，阎军城内城外炮兵阵地的大小火炮全部开火。在炮火掩护下，步兵开始进攻；交给阎锡山指挥的胡宗南美械部队第三十师，以五百多名日本鬼子为骨干的阎部教导第十总队，嗷嗷叫着冲上去了。
解放军三纵一营，不分干部战士，扔出几百颗手榴弹，炸翻了冲在头里的敌人。然后挺着上了刺刀的步枪冲了过去。一番拼杀，将敌人戳翻了两百多；余下的见不是对手，便狼狈逃窜回去了。
阎军的进攻一次又一次被击退；解放军的伤亡也越来越大。
阎锡山见胡宗南装备精良的三个师主力上阵两次就垮了，以日本鬼子为骨干的第十总队也完了，十分恐慌。索性悍然搬出了一年前从国防部军火库搬回来蒋介石批给的美制毒气弹，向解军阵地上投放。
山西的解放军装备差，没有专门的防毒器材，指战员也没有防护知识，不少同志倒地身亡。
阎军乘势反扑，在炮火支持下，连续七次进攻；解放军的阵地焦土盈尺，弹坑密布，草木全部被火力铲除，炮弹碎片满地都是。最后，阵地依然掌握在解放军手里。
解放军三旅伤亡特别大，光是炮弹炸死的指战员就有五百多，一些连队只剩下了几个人。
天黑下来时，徐向前命三旅撤到后方整补。
牛驼寨争夺战继续进行着。战斗越来越惨烈，显然双方都豁出去了。
又经过几轮血染群山、尸满壕堑的争夺战，牛驼寨阵地才被解放军攻克。
十五纵攻打淖马也十分不容易。
这个淖马，在太原城的正东方，是四大要隘中距太原最近的一个。淖马主阵地和附属阵地，碉堡林立，毫无破绽可资进攻者利用。碉堡周围是五层峭壁，每层高六米。峭壁的顶上和足下都有明碉暗堡，鹿砦、铁丝网自然是不会缺的；地雷密布就更不用说了。一条将山梁两边切成层层峭壁的“塄坎”是唯一的通道。阎军配置了严密的火力将这“唯一的通道”封锁得严严实实。山背后，从主阵地两边到淖马村，阎军利用山梁环抱之势，依山构筑六个碉堡；碉堡之间相距五百米、八百米、一千米不等。淖马村西头是一条深沟。沟的西边有三个碉堡，一为炮堡；另外两个碉堡装备了多挺轻、重机枪，编号为八号碉堡、九号碉堡。淖马的全部守军都是阎锡山的精锐：八纵队之一团、三团，保安六团，四十师一部，以及胡宗南三十师残存下来的八十一团（属二十七旅）。阎锡山同样也曾夸耀淖马是铜墙铁壁。
入夜，解放军十五纵向淖马发起攻击。
一二八团主攻敌人淖马主阵地。
在炮火掩护下，一营、二营从两个方向攻击前进。
二营的爆破小组率先把途中几座小地堡炸飞；头戴钢盔的突击队背负炸药包迅速插入敌阵地，甩出一排手榴弹以开路，然后用闪电般快捷的动作接近峭壁。安放好炸药包，轰轰几声连续的巨响，将峭壁炸成可以攀缘的斜坡。
突击队沿斜坡且战且上，很快就全部攻上去了。
经过三个小时激战，二营全部占领了左翼阵地。
一营攻打的右翼主阵地尚未得手。
他们攻到第五层峭壁时，敌人利用上一层峭壁，用手榴弹构成阻击线。手榴弹一排排扔下去；解放军的机枪、步枪向上仰射，火光交织，土块、弹片横飞。一营就这样勇猛攻打了七次，也没能突破。
三营、一二九团二营上来增援；三个营合兵进攻，也未能奏效。
阎军的工事异常坚固，火力又十分凶猛，解放军三个营受阻于峭壁下，天一旦亮了就会暴露于敌人枪口下，伤亡将会更大。
纵队司令员刘忠在一二七团指挥所与团长李成春万分着急，天不久就会大亮，部队暴露在峭壁下是很危险的。
刘忠用电话与四十三旅旅长林彬交换意见，决定把一二八团的一个连用上去，加强突击力量，争取黎明前突破成功；纵队的各种重火器则提前向目标集中打击，为步兵开路。
三营营长张世兴，九连连长阎巨耀、指导员郭小宇，带领一支二十五人组成的突击队，向主阵地右翼的峭壁逐步靠近。若再往前，到达峭壁下，十有八九是要付出生命的。
阎巨耀问战士们谁愿意先上去。
老战士杨凤鸣挺身而出；但他提出了个要求，如果牺牲了，请求追认为共产党员。
紧接着，王黄生、张文祥也站出来，要求上去。
三位勇士在机枪掩护下，携带二十公斤炸药扑向峭壁。
这是最后一层峭壁。他们凿出几处爆破点，将炸药塞了进去。几声巨响，峭壁被炸成了可以上人的斜坡。
突击队紧跟三位勇士，顺着斜坡向上攻击攀缘。旋又绕过大碉堡，登上了敌人的主阵地。
后续部队随即跟进支援。
阎锡山吹嘘的“铜墙铁壁”淖马主阵地就这样被解放军攻占了。
“四大要隘”陆续被解放军攻下了。
徐向前指挥部队乘胜前进，准备攻取太原城。
忽然接到军委电报，命令他们缓取太原，以稳住平津敌人，不使傅作义集团因太原解放而渡海南逃；当然也考虑到太原城下我军久攻不克，伤亡太大这个因素。这段时期一边围困城池，严防阎军突围；一边休整部队，清点伤亡；同时展开对敌政治攻势。
直到翻过年的一九四九年开春以后，中共七届二中全会开幕，毛泽东着手解决西线和西北方向的战略问题，解放太原才又重新摆到了案头。
五大书记把第一野战军司令员兼政委彭德怀召到军委办公室。
周恩来说，平津解放以后，重启太原战役，进展不大。中央决定大规模增兵，而且换将。因为向前最近病倒了。
周恩来说罢，紧紧盯着彭德怀瞅了好几秒钟。
彭德怀不解，也审视般看了看这位军委的副主席、秘书长、总参谋长，不明白对方的进一步意思，所以没有说话。
朱德不喜欢这样绕弯子，笑嘻嘻哎呀了一声，直截了当地说：
“主席点将，让你去接替向前同志，尽快夺下太原！”
彭德怀一愣，这才省悟五大书记今天召见他的原因。也没去多想，说：
“我服从中央安排当然没问题；只是，向前同志……”
“太原战事以你为主，中央把决断权交给你！”毛泽东明白彭德怀的顾虑，“向前同志主要是治病；但是你也要虚心向他咨询前线和部队的情况。不管怎样，他在太原城下打了半年，对敌我双方情况、地形都很熟悉！”
“主席放心吧，我一定充分尊重向前同志前一阶段的攻城经验！”
毛泽东点了点头。
毛泽东还决定对太原增兵十万；计有华北野战军的杨得志十九兵团，杨成武二十兵团，四野炮兵第一师（全部装备了苏式榴弹炮、火箭炮）。
毛泽东又吩咐彭德怀做好太原拿下后立即解放大西北的准备。届时周士第第十八兵团（徐向前卸职后专任华北军区副司令员）、杨得志十九兵团划给一野指挥，以便一野更为有效地经略西北。
太原城外解放军的总兵力骤然增至二十万人，而且都是各野战军的强有力部队，实力大大超过阎军。
阎锡山见势不妙，明白这次危险了，城破只在旦夕。他紧急盘算，决定自己先行溜掉，让部下们在这儿权且顶着。便制造了一个借口，说是要去见蒋介石。把医生、厨子、理发师，当然还有几十箱黄金、美钞装上飞机，随自己直飞东南。他明白，此去再也回不来了。
困在太原城内的王靖国、孙楚、戴炳南不识时务，不理睬解放军多次动员他们和平交出太原的呼吁，企图顽抗到底。
一九四九年四月二十日，解放军发起总攻。很快就肃清外围，阵斩敢于顽抗的阎军官兵达一万多人，弃枪投降的达两万多人。
四月二十四日五时三十分，三颗红色信号弹升空。随即，一千三百门各式火炮惊雷般响起，震动了方圆一百多公里的大地。炮击一直持续到天亮，持续到太阳升起。炮弹制造的硝烟像浓雾般把太原城厚厚地裹了起来。阎军城垣上和城内的碉堡全被炸上了天；城墙也被火箭炮摧毁了多处，几乎所有地段都可成为步兵通道。一名被俘的阎军炮兵上校后来说，他历经戎行，从来没见过如此强有力的炮击，简直是密不间发啊！
强大的解放军步兵部队，从二十一个突破口进攻，潮水般涌进城去。
这场战役，至此再也没有任何悬念了。苦难深重的太原穷人终于盼到了这一天！
战役结束统计，解放军全歼阎军十三万八千多人。阎锡山这个山西地主、资本家的代表人物对山西的三十八年统治宣告结束了。
彭德怀、周士第、杨得志、李志民到太原街上巡视，督促恢复秩序，清扫战场。
彭德怀边慢吞吞向前走边对他们说：“你们十八兵团、十九兵团不可松劲，主席已经决定你们归我一野指挥，要抓紧做好准备，西渡黄河，去解放大西北呀！”
十九兵团政委李志民说：“彭总，太原刚打下来，要不要休整一段时间？”
彭德怀摇了摇头：“全国形势发展很快，我们落后了，拖不得呀！”
十八兵团司令员周士第问：“彭总，你计划什么时候叫我们开拔？”
彭德怀说：“等主席的电令吧！”