战斗从深夜一直持续到午夜二十四时，这道被日军寄予厚望的坚固堑壕防线，在绝对的火力、装甲优势和步兵顽强战斗下，被彻底撕开、突破。一旅旅部直属部队与攻克大营盘后星夜兼程西进的一旅1团胜利会师于老军营外围，对太原城形成了直接的、巨大的军事压力。
就在这支疲惫而兴奋的胜利之师进行短暂休整、重新编组时，老王司务长亲自指挥的第三路运输主力车队，如同及时雨般赶到。不仅送来了急需的弹药、热食和药品，还带来了纵队司令部的嘉奖和下一步作战指示。战士们围着卡车，领到热腾腾的肉罐头和馒头，更换了打空的弹夹和磨坏的鞋子，士气更加高昂。
经过短暂而高效的兵力调整和物资补充，十二月二十二日凌晨五时，天色微熹，宋兴华遥控指挥一旅1团、旅部直属队及配属的三旅装甲营，向太原城南最后一道重要屏障——老军营，发起了排山倒海般的总攻。在绝对优势的火力和高昂的士气面前，负隅顽抗的日军大队最终难逃被歼灭的命运，老军营易主。城南门户，至此洞开！
在二纵主力左翼，日本共产主义同盟军的冈田旅和石川旅，同样以令人侧目的战斗力，圆满完成了他们的侧翼牵制和扫荡任务。
冈田旅旅长冈田翔太，这位面容冷峻、眼神却燃烧着某种理想主义光芒的原日军军官，此刻正举着望远镜，仔细观察着虎头山日军阵地的布防情况。他的部队，装备或许不如二纵主力那样拥有大量的坦克和超重型火炮，但其每个团下属的、装备了6门射程达5公里的德国75mm步兵炮的步兵炮连，以及装备了6挺九二式重机枪的重机枪连，在营连级支援火力上，甚至超过了此时日军的甲种师团，在八路军体系中更是绝对的精锐。
下午十四时，攻击开始。冈田旅的步兵炮连率先发射，经过严格训练的炮手们操作熟练，炮弹精准地砸在虎头山日军精心伪装的机枪阵地和迫击炮位上，掀起一片混乱。重机枪连则利用射程优势，用密集而持续的弹雨，死死压制住日军的前沿步兵，使其无法有效抬头射击。
“新しい日本のために、进め！（为了新的日本，前进！）”基层军官们用日语发出铿锵有力的呼喊，身先士卒，带头冲锋。士兵们端着以三八式或九九式步枪为主、辅以少量缴获或仿制冲锋枪的武器，在己方优势火力掩护下，发起了凶悍而果决的步兵突击。他们的战术动作极其娴熟，班组配合默契，攻击凌厉而有效，其展现出的军事素养和战斗意志，甚至比对面那些被军国主义思想禁锢的“同胞”更显强悍和……清醒。
虎头山、老虎山、孟家井、大窑头……冈田旅一路攻坚克难，虽然每一步都伴随着鲜血和牺牲，但步伐坚定，于二十二日凌晨四时攻克大窑头后，果断分兵两路，如同两把钳子，直扑淖马和剪子湾。
同样的铁血攻势也发生在石川旅的攻击路线上。旅长石川启介，性格比冈田更为沉稳内敛，但指挥风格同样凌厉。他指挥着101、104、106三个团，沿着椿树园、马庄、山头、双塔寺一路猛攻。他们的重机枪和步兵炮在战斗中发挥了至关重要的作用，往往能在短时间内形成局部火力优势，有效压制并摧毁日军的抵抗节点，为步兵的突击创造了宝贵的战机。
至二十二日上午十一时，冈田旅成功攻克驻有一个大队日军的剪子湾，石川旅亦同时攻克同样驻有一个大队的郝家沟，圆满完成了扫清太原城东南外围、牵制大量日军兵力的战略任务。
而比他们的枪炮更具杀伤力的，是自十二月二十一日中午起，那六门特制105mm榴弹炮，向太原城内发射的、如同雪花般飘落的劝降传单。
与城外八路军势如破竹的攻势和同盟军凌厉的进攻形成鲜明对比的，是太原城内第一军司令部内日益弥漫的死寂、恐慌与绝望。
自十二月二十一日下午开始，求援的电话和电报就如同永不间断的丧钟，一声紧似一声地敲响在岩松义雄中将和他的幕僚们心头。
“报告！杨家坟失守！守备中队…全体玉碎！”
“报告！红寺村电话线被切断，最后通讯称遭到敌军重炮和战车攻击！”
“报告！北营、许坦同时告急！通讯中断！”
“报告！派往老军营的武内大队，在城外与八路军装甲部队遭遇……激战两小时……全体玉碎！”
……
第一军司令官岩松义雄中将脸色由青转白，最后变得一片死灰，他背着手，在铺着华丽地图的桌案后如同困兽般来回踱步，军靴敲打地面的声音在死寂的房间里显得格外刺耳。第36师团长舞伝男中将、第108师团长下元熊弥中将、第5师团长今村均中将，以及宪兵队长、特务机关长等人齐聚一堂，人人脸上都笼罩着一层化不开的阴霾，空气压抑得仿佛能拧出水来。
“八嘎！这绝对是宋兴华蓄谋已久的第二阶段总攻！规模、火力、战法，都远超以往！”舞伝男少将再也保持不住镇定，一拳狠狠砸在桌子上，震得茶杯跳起，“他们的重炮从哪里来的？还有那么多的战车！这根本不是土八路，这是一支……一支现代化的军队！”
岩松义雄停下脚步，声音干涩沙哑，带着一丝连他自己都未察觉的颤抖：“命令各部，依托坚固工事，务必死守待援！援军……对，援军已经在路上了！告诉士兵们，只要坚持到明天，只要明天！来自北支那方面军的四车厢‘特殊武器’和第五师团的野炮联队、第36师团的千余名补充兵就能到达太原！届时，我们就能用‘特种烟’让那些该死的支那人知道，什么是帝国陆军的怒火！”他试图用激昂的语气鼓舞士气，但那眼神深处的慌乱，却瞒不过在场的精明军官。
然而，他派出的援军，如同投入熔炉的雪花，瞬间消失无踪。尤其是武内大队在野外被八路军装甲部队轻松碾压、近乎全歼的消息传回后，司令部内那股名为“绝望”的毒气，开始不可抑制地扩散。歼灭战，几乎无人逃脱，这意味着他们对城外的战况已经彻底失控，只剩下各种令人心惊肉跳的猜测和越来越可怕的传闻。