太原总前委根据中央军委4月17日的指示，决定于1949年4月20日零时，开始解放太原的外围作战。力争将敌军主力歼灭在太原外围，然后攻城。战区的划分是：东面，第十八兵团和第七军攻太原城东敌军据点；西面和南面，第十九兵团攻城南首义门；北面，第二十兵团攻城北工业区，晋中部队留在汾河西配合攻城。深夜，3颗信号弹划破夜空升起，顿时，东北两个炮兵师和华北的炮兵师一齐发炮，炮弹簇簇的火光，穿过夜雾，倾泻在敌军炮兵阵地和主要工事上面。立刻天昏地暗，沉寂的战场，隆隆之声不绝于耳。
敌人惊醒过来，慌作一团，急忙起床应战，但是，解放军的突击部队已经穿插、迂回到他们的工事前沿了。战士们狠打巧取。敌人的防线，土崩瓦解。太原外围的敌军5个军14个师，全部被解放军包围或处于钳击攻势之中。
汾河以西的大王村，是敌军西区总指挥部所在地。炮火摧毁了敌军的层层工事，爆炸手炸毁了敌人的残存火力点，突击队端着刺刀进入大王村，与敌人展开了激烈的巷战。敌军西区总指挥部乱成一团，总指挥、第六十一军军长赵恭刚服过安眠药，见势不好，急忙穿衣，带上两个卫士和小老婆，从室内地道钻出房外，爬上汽车，想逃入太原城。汽车疾驶到汾河水泥大桥，桥头已插上了红旗。司机想倒回去，但后边的追兵来了。赵恭急得无法，下令往西山开进，夺路逃窜。战士们本想打汽车轮胎，活捉敌军军官，但汽车在颠簸之中行驶，子弹从玻璃板穿进去，汽车栽到路旁沟里了。赵恭坐在里边一动也不动，他被打死了。战士们打开车门一看，他胸前鲜血直流，他歪着头伏在座位上……
城东北3里的卧虎山和城东南4里的双塔寺，是太原城外的军事要地，阎锡山说双塔寺是他的“生命要塞”。把东南区指挥部设在双塔寺，他在长7里、宽3里的卧虎山，修了大小几百个碉堡，将东北区总指挥部设在卧虎山的“虎头”上，他说：“南面守住双塔寺，北面守住卧虎山，太原城就可以高枕无忧了。”
守卧虎山的敌东北区总指挥、第十九军军长曹国忠，原是师长，在年前争夺东山要塞的作战中，为阎锡山大卖力气，他手拿“执法刀”，强令士兵冲杀，全师141个排长，只剩了7个，40个连长只剩下两个，士兵几乎都拼光了。阎锡山把他提为军长兼东北区总指挥。阎锡山出逃前，多次视察卧虎山，说它是共军3个军1个月也攻不下的要塞。曹国忠也吹嘘：“我既然奉命守这里，骑在老虎身上，让共军在这里寸步难行。”
解放军太原前线指挥部，曾考虑卧虎山工事坚固，可以在攻克太原之后再解决它，或者在攻城时，同时拔除这个要塞。第二十兵团司令员杨成武认为不管是攻城后解决，还是攻城时拔除，都必须详细了解卧虎山的地形、敌情和我攻击的线路，于是，他指示火线部队派出侦察小分队，进行侦察。
火线部队进行了夜摸，俘获敌1个营部、两个连，不仅了解了敌情，而且有了进攻卧虎山的立足点了。一九九师师长李水清提出：“趁热打铁，连夜拿下卧虎山。”
杨成武完全同意这个计划，并马上报告太原前线指挥部。他指示前线部队：
“一定要打掉敌人指挥中心，割裂敌人部署，解决好这两个问题，卧虎山的敌人，就身首异处，只有投降被歼了。”
火线战士们得到夜攻卧虎山的命令，在冲锋号声中，突进敌军东北区总指挥部，俘虏了总指挥、第十九军军长曹国忠。他在刺刀下无可奈何地说：“我们投降，贵军对俘虏的政策，我知道，是宽大的。”原来他在上党战役中被俘，释放回去，现在他第二次被俘_『。
攻取高13层的双塔寺要塞，也是在猛烈炮火掩护下，摸夜攻克的。第十九兵团司令员杨得志批准了前线部队的作战方案：集中兵力，迂回包围双塔寺，用一部分兵力攻占敌指挥部，一部分兵力堵截逃敌。要对俘虏的士兵进行教育，然后分到突击部队带路。他们对敌军情况和道路是熟悉的。夜袭部队很快越过了3道外壕，穿过布雷区，来到敌东南区总指挥部的暗道口，大喊：“都出来，缴枪不杀！”敌东南区总指挥、第四十三军军长刘效曾听到后，说道：“我们不打了，投降，马上出去。”阎锡山出逃前，要他的炮兵副总指挥日本战犯岩田来双塔寺指挥，企图以“钢弹”、“火海”阻击解放军攻城，现在太原绥署顾问、炮兵副总指挥岩田也被俘了。战士们在桌上看到敌太原绥署的一份电报：“顷接南京阎长官电谕：太原外围各点失弃，不足深虑，惟双塔、卧虎二处，是为我生命要塞，干系极重。切望两要塞全体官兵，协力坚守，以待共军力竭精疲之时，再大举反击。届时，南京将空运大军往援。为此，亟须训导部属，顽强坚守，并应严申军律，维系军心。为嘉勉双塔、卧虎2要塞日炮兵群之奋勇精神，特颁奖现洋1300元。”岩田急忙解释，电报刚到，钱未送来，就被俘虏了。
整个太原外围作战，大胆穿插，步炮协同，进展顺利，敌守备部队13个师全部被歼灭了。但是，城内敌人拒不投降。
解放军太原前线部队决定于4月24日凌晨，发起对太原城的总攻。
虽然太原敌总兵力的80％被歼于城外，解放军分路包围了太原城，城内敌人是绝难逃跑了；但是人民解放军副总司令员彭德怀还是不放心，他要求部队尽量减少伤亡，一举攻克太原城。半夜，他叫起太原前线政治部主任胡耀邦和他一起，到前沿阵地再次视察。回来之后，他指示说，虽然各部都做了攻城的充分准备，但在实战中，从高级指挥员到班长、排长、战斗组长，都要反复侦察地形、敌情，根据新的情况，作出决策。在攻城中，要勇猛顽强，机动灵活，步炮协同，彼此呼应。太原城是设防坚城，要充分发挥我炮兵和炸药的优势，掩护步兵登城攻坚。在军事攻击中还要展开政治攻势，瓦解敌人，认真执行入城纪律，真正做到军政全胜。
解放军大军云集，兵临城下，再次向太原守敌发出最后通牒，限令残敌投降，但是阎匪高级将领梁化之、王靖国、孙楚等再次拒绝。因为阎锡山“金蝉脱壳”把衣服放在棺材里，逃到南京去后，多次密电梁化之、王靖国坚决抵抗，援军不久即可空运到达。在太原城外各据点尽失，守军被歼的情况下，阎锡山本人也由南京逃到上海，但他还是命令他的将领死守。他遥控的电报再次说：“保卫太原之战，关系华北存亡和国际视听，你们能参加这次战争，真是荣幸。我因为被阻，不能和大家一起保卫太原，是一生中的最大遗憾！望我所有军政干部，本成功成仁的决心，誓死保卫太原！”阎锡山的“同志会”把这份电报铅印后，发给各部政工处，要求特务们监督执行。24日晨5时半，饵放军向太原城发起最后总攻。经过一阵试射之后，1300门大炮，从四面八方向太原城倾泻炮弹。炮兵群的阵地上，大地为之震动。天空满是浓烟，50米外不见太原城头。炮声像狂风一样怒吼呼啸飞过，然后在敌人的工事、碉堡、城头上爆炸，发出惊天动地的声响。炮兵们早就选好了射击目标，定好了角度，装好了炮弹，听到发射命令，只管开炮就行了。大炮破城射卉．压制射击，阻拦射击，同时进行，压制得敌人的炮兵拾不起头，讲不出“话”，成了哑巴。
前沿战士们欢呼大炮的支援，“炮打得好准！”有的从工事里站起来，看炮弹的弹着点，兴奋地挥帽、鼓掌。有的说：“打得真痛快呀，感谢蒋介石送来这么多的榴弹炮。”
有的说：“敌人真老实啊！飞机来了，高射炮一打，逃了；大炮刚叫两声，就停了；步兵被咱的大炮吓呆了。”
有的说：“红军长征时，强渡大渡河，赵章成3发炮弹，消灭了敌人3个火力点，给突击队扫除了障碍。听说这次他带1个炮兵师来了，掩护咱们登城。”
原定炮轰3．5小时之后，步兵开始登城。但是赵毅团的战士们迫不及待，就要爬城。他们说，这次攻城是立大功比赛，看谁先登城。华北最后一战，要显一下解放军的威风。全团任务是协同兄弟团攻击首义门，突破首义门以西第十二号突出部。
太原是两千年的古城，城墙高9米，厚8—15米，城周ll公里，外墙多用砖石砌成，内以黄土填实。日寇和阎锡山占领期间，大修工事，城上用各式碉堡、暗堡、火炮阵地、机枪阵地，组成巩固的工事和火力网。工事由盖沟和非盖沟的交通壕相连接，城墙正面分别构筑有3层、5层和7层工事，由坑道连接。城上每隔三五十米就有大型探照灯，照射墙角，防夜暗偷袭。城墙外有护城河，水深1米。城角和护城河以外，由碉堡、暗堡组成防御工事，互相连接，并有地道与城内沟通。城外部分地段还有鹿砦和布雷区。城墙是最后一道防线，太原的首义门则是城垣防御线上最为强固的城门，素有“铁门”之称。城门高12米，上宽8米多，下宽15米。首义门防区由3个城门组成，中间为首义门，门洞用石头、洋灰堵死。左有胜利门，右有复兴门。沿护城河修有一条护城路，由坦克、装甲车来回巡逻。在首义门两侧各50米的城垣正面，从上至下有9层工事，配置各种火炮40门，轻重机枪240多挺，喷火器30多具，各种火力点达250多处，还有可以转动的所谓“原子射孔”。阎匪参谋长赵世铃扬言说：“倘若共军由首义门攻城，我可在几秒钟之内，将城门外变成一片火海，使共军死无葬身之地。”
按一般作战规律，谁也不会选择这个强固的地段作为攻城的突破口，可是第十九兵团一八八师恰恰选择首义门，作为攻城的突破口，并且得到了军长郑维山的批准。
团长赵毅回来传达说，师长认为选首义门是经过仔细考虑的。第一，太原我地下工作人员送来太原城防图，对首义门敌情完全了解；第二，敌人以为有坚固工事和众多的火力点，可能麻痹大意；第三。我多次以首义门为对象进行登城训练；第四，突破首义门，便向纵深发展，可直捣阎锡山的绥靖公署。从这个敌人要害突破，更易致敌于死命；第五，我东北和华北的炮兵师开上来，以突然的猛烈炮火，可以压制、破坏敌炮火，掩护我步兵登城，这在以往的任何战役是没有的。
“我团决定担任突击任务的是‘钢铁第一营’，该营第一连为尖刀连。”团长赵毅对营连干部下达作战命令时说，“3个兵团打太原，胜利是有绝对把握的，在华北最后一战中，各部队都展开了立功大竞赛，在总攻太原城的激战中，看谁把红旗最先插在城头。‘钢铁第一营’在守易水河畔门墩子山和攻占石家庄的作战中，都立过大功，今天我们将攻城的红旗交给他们，我相信，全营指挥员一定能完成任务，夺取首义门！”
在总攻之前，各攻城部队的指挥员都遵照彭德怀副总司令员的指示，亲自察看了地形，组织班、排长和战斗小组长，乘夜暗熟悉地形，察看了攻击道路。担任主攻的各团，都构筑了3条以上的交通沟，直逼城墙百米之内，并部分地加以掩盖。团长赵毅也这样做了，但他攻城心切，不待大炮摧毁敌人的工事，就命令用炸药炸毁城墙，为突击队开路。
可是炸药响后，浓烟消散，坚固的太原城依然如故。这时，第十九兵团司令员杨得志立即命令，在赵毅团攻击的首义门至第13号突击部之间400米地段上，集中野榴弹炮21门对第12号、第13号两个突出部进行破坏射击，以山炮13门对敌城墙及中层火力点和城下工事，进行摧毁射击，以迫击炮54门压制敌人堑壕和纵深内的火力进行轰击。
转瞬间，猛烈的炮火准确地将城墙第12号、第13号两个突出部打塌，形成了一个70。的斜坡。赵毅团第二营第五、第六两连。乘炮火烟雾，迅速扫除城下碉堡、障碍物，排除地雷，为突击队扫清了道路。
“‘钢铁第一营’的尖刀连，出发登城！”赵毅下达了命令。他看了一下手表，正好是5点半。
第一连像飞箭一样，向第13号突出部冲击，从轰塌的70。斜坡上登城。
“炮火延伸射击！”赵毅看到第一连连长正在爬上城头，高兴得叫了起来，“好哇！炮火延伸，别打着自己人！”
