“同意你部立即展开攻击！”
得到上级同意后，安春山指挥第1营第1连悄无声息地靠近城墙，架起云梯向上攀爬。然而，就在攀爬过程中，两名守城的伪蒙军发现异常，端着枪走了过来。
本以为一场激战就此打响，不料，两人却操着生硬的汉语发问：
“你们是华夏军队吗？我们是蒙古骑兵师的，华夏人不打华夏人，城上没有小鬼子，快上来，我给你们带路。”
就这样，一枪未发，第1营全体官兵顺利登上城墙。随后，在两名投诚伪蒙军的引导下，直扑西北门的城防据点，歼灭守门鬼子20余人。
此刻，正是黎明之前的甜梦时分，激烈的枪声骤然响起，鬼子和伪军乱作一团，来不及穿好衣服，便仓促滚进堡垒工事，胡乱地开枪抵抗。93团第1营趁势冲锋，很快便控制了包头城内的西北高地。
与此同时，新31师91团和五临警备旅于霖瑞团在城北集结完毕，新31师93团的其他两个营也在城东北集结完毕，听到西北门方向枪声大作，便猛扑城墙，展开攻势。随队出征的山炮营，由攻城副指挥官刘振蘅下令，布置于黄草洼一带，迅疾开炮，掩护攻城部队。
城内城外，炮声隆隆，硝烟弥漫，看到攻击部队如潮水般涌来，守城鬼子和伪军慌了手脚，只得各自为战，隐蔽在城墙垛口后面进行阻击。激战未久，五临警备旅第1团团附梁泮池率先攻入城内，随后91团主力也杀了进来，展开纵深突击。
一时间战局对第8战区国军部队而言非常有利，攻城总指挥孙兰峰更是大喊：
“拿下包头城，把这些鬼子都砍了！”
然而，93团团附冯梓率领的两个营却遇到了麻烦，包头城东北角有一条又宽又深的河槽，攻城部队寻不到任何掩体，完全暴露在敌军的炮火之下。
更要命的是，鬼子和伪军重兵防守的转龙藏高地正位于攻城部队的侧翼，凭借其强大火力居高临下猛烈扫射，与城内顽抗的敌军交织成密集弹网。93团第2营、第3营的攻城部队纷纷中枪，残肢断臂四处横飞，仅仅十几分钟，沟内就被染红数里。
战至上午10时，攻城部队进展情况各异。由于未能按照计划同时攻入，使得敌人有了喘息的机会，开始组织起有力抵抗，战斗进入了白热化阶段。
为了保护骑兵集团司令部，鬼子有意收缩兵力，转入构筑已久的重点防御区域。或伏于高墙深院的据点，或隐身坚固的碉堡群中，依仗其绝对优势的火力死死封锁国军前进道路。由于火炮奇缺，攻击部队只得以集束手榴弹作为主攻武器，战士们冒着弹雨匍匐向前，每炸毁一个碉堡，就要付出十几人甚至几十人的伤亡代价。
激战之际，小岛吉藏的上司驻蒙军司令官莲沼蕃亦打来电报询问是否需要增援，小岛吉藏斩钉截铁地答复：
“我军已对华夏军形成合围态势，即将予以歼灭，无须再派援兵。”
此前，小岛吉藏已经得到消息：驻守萨拉齐的鬼子在旅团长片桐茂率领下火速赶来，驻守固阳和安北的两个鬼子骑兵联队正从营地出发，而熊川讨伐队也在西归途中。这几支援军，分别从东面、北面和西面，对包头构成合围，而南面则是尚未完全封冻的黄河。重庆军竟敢攻打包头，简直是自投罗网。
攻城总指挥孙兰峰师长自然知道，如果久攻不下，敌人援兵陆续到来，形势很可能会发生逆转。为尽快攻下包头，他下令由安春山团长统一指挥入城部队，发起总攻。入城部队接受调遣，沿前街至财神庙一线向小岛吉藏的司令部步步推进，与鬼子逐街逐巷展开激战。
下午3时，终于将城内鬼子压缩至东南一隅，并在市中心升起了青天白日旗。久受欺压的包头百姓，见此无不欢欣，纷纷送茶送饭，慰劳国军。
但是，东南一隅是鬼子布防重地，碉堡工事错综复杂，明暗火力点密布，而国军官兵缺乏攻坚训练，虽然舍命冲锋，却始终未能夺占敌军阵地。
下午4时，鬼子旅团长片桐茂率部突入城内，与守军会合，敌人防御力量得到极大加强。
孙兰峰看到战事陷入胶着状况，决心拼死一博，毅然命令预备队92团入城增援。正在此时，熊川讨伐队赶回包头，观察战场形势之后，由西北门方向进击攻城部队，双方旋即展开混战。
正当攻城之战愈演愈烈之时，打援之战也拉开了序幕。
……
“纳尼？包头城在请求增援？”
“混账，这帮‘七路半’果然没闲着，他们就不怕我们报复回去嘛？”
接到电报的多田骏和山下奉文无比恼火。
“傅作义当年在百灵庙就破坏了我们的好事。”
1936年，鬼子携“9·18事变”、“长城抗战”以及“冀东协定（即何梅协定）”一系列军事和外交胜利，便想进一步将绥远也纳入到自己的控制之中，便频频在绥远招募伪军，并在伪军中安插倭国“顾问”，以这些伪军为主体，试图将晋绥军挤出绥远。
1936年11月20－24日，时任绥远省主席兼35军军长傅作义将军采用奇袭制胜、先发制人的方法，命令骑兵第2师师长孙长胜、第211旅旅长孙兰峰为前敌正副总指挥，率部向百灵庙发起全面进攻。
百灵庙伪军守军3000余人以猛烈火力顽抗，激战至上午，晋绥军将敌军歼灭大半。
倭国特务机关长盛岛角芳、顾问烟谷草、川岛芳子以及伪蒙第7师师长穆克登宝最后狼狈逃窜，晋绥军胜利收复百灵庙，取得了百灵庙大捷。百灵庙大捷是中国军队自1933年长城抗战以来取得的又一次胜利。此次战役震惊中外，全国军民无不扬眉吐气、欢欣鼓舞。被称作“史迹昭垂，万世不磨”。
相应的，鬼子可是对傅作义又恨又怕；只是由于当时失利的是伪蒙军，倭国只有少量特务参与；而在山西抗战中，傅作义部虽然最终被安排防守太原，然而傅作义部毕竟在忻口之战中损失惨重，所能收拢守城的兵力不足3000。
因而哪怕傅作义极力防守，太原防守战3日便结束，此后伤亡较大的傅作义部休养了较长时间未参与大规模作战。
因而哪怕鬼子得知该部为主力建立了新的战区——第8战区，鬼子对傅作义部的评价依旧不高。
只是此刻这支部队居然敢在八路发起大同作战之时，忽然对包头城也发动反击，真是胆大包天。
“命令莲沼蕃必须死守住包头城，同时让多田骏尽快从北平出兵增援张家口，务必在3日内重夺大同，打通平绥路。”