济南被攻克之后，吓坏了被围困于孤城太原的阎锡山，为了得到粮草和补充兵员，他令太原守军抢粮抓丁。10月2日以7个师的兵力沿汾河以东、同蒲铁路(大同-风陵渡)以西向南击。

10月3日，暂编第44、第45师和第72师一至小店镇、西南畔村等地;暂编第40、第49、第73师等至秋村、西温庄等地;第66、第69师集结红寺地区。徐向前决心抓住守军脱离防御阵地的有利战机，先在野战中歼其有生力量。

10月5日拂晓，第7纵队主力由清原东渡汾河，直小店镇以北;第15纵队由太谷、榆次向西击，直武宿机场以北，与第7纵队成东西夹击之势，切断已至小店镇和武宿机场国民党军通向太原的退路，并准备阻击太原守军南援;第8纵队、第13纵队迅速包围已占小店镇、南黑窑等地的国民党军。

10月6日凌晨，歼灭暂编第44、第45师全和第72师、暂编第49师各一。随后各纵队继续扩张战果，攻占武宿机场及多据，并抵近东山堡垒地域南侧。

第7纵队一为策应小店地区作战，在城北凤阁梁一带歼第68师1个多团和暂编第39师1个营，并用炮火控制城北新城机场。

各队经11天激战，歼国民党军2个师、3个团又7个营，共毙伤俘12万余人，迫近并分突破太原南北守军第一防线。

10月16日，第7、第13、第15纵队和第8纵队一在晋中军区队合，分由南北两面迅猛地向东山要守军发起攻击。

10月19日，相继攻占黑驼、石人梁、大窑、大小北尖、榆林坪、孟家井和驼寨等筑垒阵地，歼守军一，迫使罕山守军1个团投降，占领东山主峰罕山及大阵地。阎锡山集中第30军和留用的日本军人为骨组成的暂编第10总队，在炮火支援向驼寨实施多次猛烈反扑，第7纵队等顽抗击，激战3日，予敌以重大杀伤后撤驼寨。

10月26日，第1兵团司令为摧毁守军东山防御阵地，夺取攻城依托，再次调整署，分别以第7、第8、第15、第13纵队夺取驼寨、小窑、淖、山等东山四大要。

守军在空军合，凭借险要地势固守顽抗，并施放毒气弹、。第1兵团等勇猛突击，多次打退守军反扑，经19昼夜反复激烈争夺。11月13日，攻占东山四大要，歼灭守军22万余人，并争取了守军第8总队起义。

与此同时，晋中军区队攻占城北青龙镇、城南许坛以及汾河西岸的南北堰等据，缩了对太原城的包围。

在此期间，守军第30军军

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