三七年十一月二十六日，日軍步兵開始向太原城關廂陣地發起進攻。
太原北關兵工廠前進陣地的李思溫團長以兩個營的兵力，依托早已構筑的堅固工事，對優勢敵軍的進攻，頑強抵抗。不得不說，三十五軍將士對于防守還是非常有心得的，一隊隊日軍沖上來，被打回去，再沖上來又被打回去，雙方你來我往殺得難解難分。
防守黃國梁墳陣地的張惠源營，由于事前準備不足，在日軍瘋狂進攻面前抵擋不住被迫撤回城墻主陣地。
黃國梁墳陣地的失守，北關兵工廠前進陣地壓力大增，面對日軍兩面夾擊，為避免部隊損失過重，傅作義將軍命令李思溫團長率部于入夜以后撤回城墻主陣地。
第二日，日軍集中數十門榴彈炮、野炮，集中火力，向東北城角的城墻猛烈轟擊，一發發炮彈帶著令人心悸的尾音砸了下來，城墻上頓時硝煙彌漫、地動山搖。猛烈的爆炸把城墻上的磚石一塊塊掀了下來，慢慢在城墻下形成一個斜坡。
炮兵第二十一團李柏慶部，炮兵第二十二團劉倚蘅部，炮壘大隊郝慶隆部奉命開炮反擊，雙方由此展開了激烈的炮戰，暗紅色的彈道在天空中飛來飛去，城內、城外到處是震耳欲聾的爆炸聲。
炮戰一日，雙方誰也沒有給誰造成致命的打擊，天色暗下來了，雙方休兵罷戰。守城部隊，趁此機會連忙修復被炸開的城墻缺口。
第三日，日軍利用北城外已經占領的關廂陣地的建筑物和東城外的丘陵地帶接近了太原城墻，展開了全面進攻。
日軍空軍轟炸機一個大隊，八架輕型轟炸機也趕來助戰，一枚枚炸彈從天而降，猛烈的爆炸在一段段城墻上接連響起。
連夜修復的城墻在日軍炮兵和空軍聯合打擊下，再次被炸開一個巨大缺口，大喜過望的日軍急忙以大隊為單位分為幾個進攻波次，瘋狂進攻。
三十五軍將士依托殘破陣地拼死反擊，缺口處外面的斜坡上鋪滿了黃乎乎日軍的尸體。
一個大隊日軍剛剛被反擊下去，另一個大隊的日軍在輕重機槍和擲彈筒的掩護下又嚎叫著沖了上來，守軍趴在倒塌的城墻上用機槍掃射，用集束手榴彈亂炸，一次次打退日軍的瘋狂進攻，激戰竟日雙方死傷累累，日軍竟無寸進。
黃昏時分，日軍再次集中一個聯隊的部隊，向著城墻缺口處發起有進無退的決死沖擊，一隊隊日軍一改白天散兵線式進攻方式，采取了無視傷亡的集團沖鋒，一個小隊被干掉，另一個小隊無視上面冰雹般砸下來的手榴彈，依然拼死向上沖擊，機關槍、擲彈筒把雨點一般彈雨灑向守軍的頭上，日軍傷亡慘重，守軍一樣死傷累累。
于此同時，日軍的炮兵不顧夜色視線不佳，依據白天飛機測得的數據向城墻缺口兩側及后方實施攔阻射擊，阻止守軍援兵增援被攻擊的缺口地段。
終于，在日軍亡命一般的攻擊下，缺口一個營的守軍傷亡殆盡，抵抗力度逐漸微弱，正在進攻的一個大隊的日軍大喜過望，實施全大隊大密度的集團沖鋒。
缺口處活下來的幾十個守軍被日軍的重機槍壓得抬不起頭來，每一個人都趴在地上等待著最后時刻的到來。
黃乎乎的日軍終于突破守軍的攔阻，沖上了缺口，三十幾個守軍每一個人都懷抱著嗤嗤冒著白煙的集束手榴彈一躍而起，縱身撲進蜂擁而來大群大群的日軍當中。
“八嘎！”日軍憤怒叫罵著，隨軍進攻的輕機槍手把一串串子彈打進這些不要命的中國士兵的身體里面，可是這沒用。晉軍士兵是從缺口的最高處向下撲擊的。居高臨下，被打死的中國士兵仍然帶著捆在身上的集束手榴彈滾落在日軍的進攻士兵人群之中。
轟轟轟！
幾十聲劇烈爆炸，代表著這一地段守軍全軍覆沒，也代表著沖上來的日軍前鋒一個多中隊二百多士兵的集體玉碎。
“八格牙路！”后面督戰的日軍大隊長看著目眥盡裂。
“殺給給！”在這名高舉指揮刀的日軍大隊長瘋狂嚎叫下，兩個大隊殘余的八百多名日軍越過城墻上的缺口，向城內瘋狂突進，企圖一舉瓦解太原防御體系。
日軍不要命的進攻城墻缺口，守軍又怎么會無動于衷，三個營的預備隊冒著日軍封鎖的炮火從三面向城墻缺口陣地殺了過來，可他們終歸是慢了一步，讓這八百多名日軍突進城里，不過這些援軍也不是毫無作為，他們迅速打退準備跟進的另一個大隊的日軍，又牢牢地封閉了被突破的缺口。
缺口處留下一個營的步兵防守，其余兩個營準備配合后面跟上來的其他預備隊殲滅這個突進城里的八百日軍。
無巧不巧的是，日軍剛剛突進城里，就迎面碰上了嚴陣以待的守軍一個營的阻擊，日軍大隊長見短時間無法突破守軍的攔阻，急忙順著城墻穿插，妄圖尋隙鉆進城里，但是沒等他們突進多遠，負責巡邏的一個連的晉軍迎面攔住了他們的去路。
晉軍的整體戰斗力比不上日軍，但是一個連晉軍不要命般的瘋狂阻擊，也不是七百多日軍短時間可以通過的，看阻擊晉軍的架勢，除非他們全體陣亡，否則他們根本就別想過去。
沒有辦法的日軍大隊長，急忙率領殘余日軍向東北城角內小教場突進，小教場孤立在北城墻下面，東西南三面都是平坦開闊的操場，我軍很難在這么開闊的地形下接近，日軍也很難向外擴張，由于地形限制雙方炮兵都不能發揮作用，因而敵我雙方在此形成了對峙。
日軍后續部隊一時之間突破不了城防陣地，守軍也無力消滅這股突進來的日軍，日軍為了保持這支突進城里部隊的戰斗力，牽制分散守軍的注意力，于天亮之后大規模向這個被日軍占領的小教場空投糧彈物資。
這一個回合的作戰，雖然日軍大部隊沒有攻破太原城防體系，卻成功地在太原城內埋下了一根釘子，四天的作戰太原守軍逐漸處于下風。
城外激戰不休，城里面也不消停，早在一年前日軍就在太原城里面滲透進了一些偽滿敵特分子，由于這些滲透進來的敵特分子絕大部分是漢奸，一樣說著中國話，平時很難察覺，再加上太原四周戰亂不休跟著難民混進來的奸細，平時還沒什么，但此時趁著外面日軍攻城，這些混進來的漢奸就開始興風作浪。
之所以讓這些人有機可乘，根本原因在于原來太原城內的憲兵和警察都已經跟隨二戰區長官司令部撤走，傅作義將軍新組建起來的戒嚴司令部全部是綏遠省的老班底，他們對太原人生地不熟，諾大一個太原城僅憑綏遠省這些外來的憲兵和警察部隊很難在短時間內有所作為。
再加上，從十一月二十四日起，日軍轟炸機頻頻光臨太原俯沖投彈，在日軍狂轟亂炸之下，房倒屋塌，交通阻塞，電桿傾斜折斷，供電斷絕，就連電話線路都時常發生故障。
在這種情況下，滲透進來的敵特分子就分外張狂，就連巡邏的戒嚴部隊，他們都敢躲在暗處打黑槍。
就在此混亂的局面之下，日本人已經攻進城里的消息在有心人的大肆宣揚之下，尚未與敵軍接火的部隊，尤其是非三十五軍的其他部隊也軍心惶惶，大有不可終日之勢。
沈逸和他的步兵旅、獨立團靜靜潛伏在距離太原大約三十里的一個山溝里，并沒有急著加入太原這場亂局。
小鬼子第五師團要教訓，但他在等最有利的時機才會動手，一旦動手早了，小鬼子一零八、一零九兩個師團返回身來，他和他手下這八千多部隊就面臨被優勢日軍包餃子的危險境地，另外他還得準備充足時間搬遷太原城內的各種工廠，這個都是早就計劃好的，因此他只能靜靜地看著友軍與日軍浴血拼殺，也許很冷血，但為了積蓄力量更好的打擊小鬼子，冷血就冷血吧。
