解放军攻克临汾，将整个晋南地区连成了一片，解放军有了一个巩固的大后方。
阎锡山为维持其统治，以尚有的全部兵力5个军部、14个师、3个暂编总队及22个保安团、21个保安警备大队共约13万人，加强以太元为中心，以同蒲铁路、忻县至灵石段构筑晋中防御体系，在各城镇要点和交通要道均修筑了大量碉堡群，并完全封锁了晋中四周山口。
赵副总司令以第34、第61军和第19、第33、第43军主力共9个师，以及暂编第8、第9、第10总队，将他们分布于榆次至灵石铁路、太元至孝义公路沿线各城镇要点，驻守在这些战略要点上。
另外以第34、第43、第61军各一部共13个团，包含阎锡山所谓的的“亲训师”、“亲训炮兵团”，组成“闪击兵团”，进行机动作战，不论解放军进攻哪个据点，“闪击兵团”就会立即前往增援。
阎锡山如此部署的目的，就是准备在麦收季节，大肆抢麦抓丁，以解决军粮、兵员不足。
徐司令报请中央军委批准，为保卫晋中麦收，削弱阎锡山的有生力量，为夺取太元创造有利条件，决定调整部队休整时间，组织47个团6万余人发起晋中战役
六万对十三万。
徐司令决定利用解放军善于运动战、野战的优势，在晋中麦子成熟前发起进攻。
6月11日。
解放军一部进至孝义、汾阳间的高阳镇地区佯动，一部沿同蒲铁路北上，于12日攻占灵石，吸引“闪击兵团”进击高阳镇地区，遭另一部解放军截击，双方形成对峙。
6月18日。
“闪击兵团”第43军第70师主力从汾阳向山庄头、神堂地区出击，被解放军歼灭一部，余部退回汾阳城。
徐司令为了进一步调动“闪击兵团”，准备在运动中歼其一部，他派第8、第13纵队沿平遥、介休东南山地隐蔽北进，于19日进至平遥、介休间在铁路沿线待机。
北岳、太行、晋绥军区部队分别破击榆次至太谷、太元至忻县铁路，阻止与牵制由太元方向南援的国民党军。
“闪击兵团”这才发觉侧背受到威胁，于是自高阳镇地区分路回撤。
21日下午。
当“亲训师”、“亲训炮兵团”退至张兰镇以北地区时，与第8纵队遭遇。
第一兵团第8纵队和太岳军区部队迅速先行展开，将这支国民党军压缩在汾河东岸、张兰镇以西狭小地域内，并快速分割成数段。
经过3小时的激战，解放军歼敌5000余人，缴获火炮36门，国民党军余部被迫退入张兰镇，被太岳军区部队彻底包围，连同驻守该镇的暂编第45师新兵团一同歼灭。
“闪击兵团”余部撤回平遥。
为调动并歼灭驻平遥的国民党军，21日晚，徐司令命令第13纵队向祁县东南地区出击，在梁官村、张名村歼灭第33军第71师一部，吕梁军区部队进到汾河西岸徐家镇、南胡家堡一线，与第13纵队从东西两面威逼平遥至忻县的交通线。
23日晨。
被分割在平遥的第19军军部率暂编第40师及“亲训师”残部绕道北撤，企图向祁县第33军靠拢，下午进至祁县西南北营村附近时，第13纵队突然发起进攻，将其主力包围于北营村，战至午夜，将其歼灭。
阎锡山对第1兵团的迅猛攻势极为惊恐，急令赵副总司令与和野战军总顾问元泉馨（原侵华日军独立第14旅旅长）进至太谷坐镇指挥。
赵副总司令为了寻求在祁县、平遥间与解放军第一兵团决战，将第34军由平遥北移，第33军从祁县南下接应，集结于洪善地区，以留用的日军为骨干组成的暂编第10总队由太谷进到东观镇。
26日。
第33、第34军等部向洪善以东的郝开、白城、新盛等地进攻。徐司令鉴于国民党军兵力集中，不易分割，遂改变决心，以小部队在祁县地区与其周旋，主力于29日北上，乘虚直捣晋中腹地，在榆次、太谷、徐沟间开辟战场，准备彻底歼灭赵承绶指挥的野战集团。
为诱使赵副总司令北返，徐司令以太岳军区部队进到太谷以北，协同北岳、太行军区部队破击榆次至太谷段铁路，威胁敌侧后，并担负阻敌北逃的任务。
徐司令另以第8纵队攻击祁县，歼灭暂编第37师，打开通向徐沟、榆次的道路，以第13纵队在东观镇以南阻击第34军向祁县增援。
赵副总司令发觉第1兵团主力北移，唯恐回太元的铁路被截断，即令第33、第34军和暂编第10总队于7月2日北移太谷、东观镇一线。
7月3日。
太岳、北岳、太行军区部队大举破击榆次、太谷间的铁路，炸毁象峪河铁桥、太谷以北的董村铁桥，攻克北阳、东阳车站，阻敌北撤。
赵副总司令急令第71师、暂编第46师和暂编第9、第10总队，附铁甲车3列、火炮70余门，在空军掩护下轮番猛攻太岳军区部队董村阵地，企图打通北撤道路。
太岳军区部队1个团另1个营顽强坚守阵地4昼夜，击退国民党军9个团的轮番攻击，死战不退，迫使赵副总司令放弃通过铁路北撤的计划。
北岳、太行军区部队也击退了由榆次南下增援的第68师，将赵副总司令率领的野战集团阻于太谷及其附近地区，同时，吕梁军区部队在汾河以西连克交城、开栅等据点，逼退清源守军，切断了太元至汾阳公路。
7月6日。
赵副总司令率部改由榆次、徐沟间夺路北撤，这早在徐司令的预判之中，国民党军一头冲进了第1兵团的包围圈。
7月7日。
解放军第13纵队与第8纵队一部，分路对赵副总司令所部展开追击，并越过其左翼，切断了其通向徐沟的道路。
北岳、太行军区部队在太岳军区部队协同下，自东阳镇地区向西猛插，截断了赵副总司令所部通向榆次的道路。
7日夜。
第8纵队主力攻歼祁县守军后，也兼程北上，进入太谷以北地区，吕梁军区部队也进至榆次以西地区。
至此，解放军第1兵团将赵副总司令率领的“闪击兵团”全部包围在大常、小常等村镇，这是一片东西约10公里、南北不足5公里的狭长地域。
7月8日晨。
赵副总司令指挥所部分路向榆次、徐沟方向猛烈攻击，企图突出重围，但连攻两日、均未未逞。
徐司令为赵副总司令所部全歼在榆次、太谷、徐沟地区，命令解放军于10日晨发起总攻。
第8纵队及第13纵队，分别由西北、西南方向发起进攻，太岳、北岳、太行军区部队分由东南、东北方向进攻。
解放军各部队紧缩包围圈，勇猛穿插，分割围歼，并打退敌军多次反扑。
7月16日晨。
赵副总司令所部在空军掩护下、再次向东北方向突围，阎锡山从太元派出4个团到榆次接应，均被外围阻击部队击退。
第1兵团乘机突入国民党军防线内，激战至下午，全歼其野战军总司令部、第33军（缺暂编第38师）、第34军（缺暂编第45师大部）、暂编第10总队等共3万余人，俘虏了赵副总司令，击毙倭酋元泉馨。
“闪击兵团”被歼灭后，晋中地区各据点的国民党军都知道无法继续坚守这些据点，于是纷纷沿同蒲铁路向太元溃逃，部分在北逃路上歼灭，解放军顺势完成了对省城的战略包围。
至此，晋中战役胜利结束。