关正面摆开进攻架势，大张旗鼓地构筑出发阵地，用炮火定期轰击山谷入口的日军前沿阵地，把日军的注意力牢牢吸引在正面。
同时命令另外两个团从娘子关两侧的山间小路绕到日军阵地的侧后方。
太行山区的山间小路崎岖难行。士兵们扛着拆散的重机枪和迫击炮在陡峭的山路上爬了将近半天，很多路段只容一人通过，骡子驮着炮管走在悬崖边上，脚下就是几十米深的山涧。
到达预定位置时，很多人的军装被汗水浸透了，手掌被岩石磨出了血泡，骡子背上的弹药箱在石头上撞得坑坑洼洼。
但他们的辛苦是值得的，这两个团的迂回行动完全出乎日军意料。
日军第36师团的注意力全部集中在娘子关正面的佯攻部队上，完全没有发现侧后方已经出现了第18军的迂回部队。
他们以为山间小路“不适合大部队通行”的判断是绝对的，就像冈村宁次在华北战役中低估了太行山通道一样。
迂回部队在日军侧后方发动突袭时，日军阵地上顿时陷入混乱。第18军的步兵从山间小路冲出来，先用手榴弹清理了日军设在侧后方的几个机枪掩体，然后沿着山脊向下冲击，一个火力点一个火力点地拔。
日军在山壁上的火力点设计时主要防备正面进攻，射击孔全部朝南，侧面和背后几乎没有防护。
第18军的士兵从山脊上往下打，日军火力点里的机枪手发现子弹从头顶和背后飞过来的时候，已经来不及调转枪口了。
正面的佯攻部队趁势发起冲击。娘子关正面的山崖陡峭，进攻部队是沿着谷底的铁路和公路向前推进的。
工兵在最前面清理日军埋设的地雷和铁丝网，步兵跟在后面用冲锋枪和手榴弹清理谷底的日军残存火力点。
两个小时之后，正面推进的部队与迂回部队在山谷中段会合，娘子关的日军防线彻底瓦解。
战斗持续了不到一天，娘子关就轻易被第18军突破。守军残部约两个中队向太原方向溃退，沿途丢弃了不少装备和辎重。
第18军的追击部队追出去将近十公里，在娘子关以西约十五公里处又截住了日军后卫部队，将这些部队彻底歼灭。
西线，傅作义的第35军从吕梁山区出发，东渡汾河，向太原方向推进。
傅作义在山区作战方面的经验极为丰富。他没有把部队集中在一路，而是把三个师拆成六路纵队，沿
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