1946年11月，蔣介石命令胡宗南抽調駐晉南的整編第一、第九十師共4個旅，西渡黃河進入陜西，計劃與馬鴻逵部主力會師於河西，進攻三邊，進而分兩路進攻延安。
11月6日，毛澤東主席發電給賀龍、李井泉、陳賡、謝富治等，要求：「陳賡縱隊迅即攻占呂梁山地區的隰縣、蒲縣、大寧、吉縣、鄉寧，控制馬鬥關渡口，開辟到延安之道路。」
隰縣解放後，上級決定：陳賡縱隊以第十一旅兩個團打吉縣，其余部隊觀望胡宗南的動靜，再確定下一步行動；呂梁軍區集中第二縱隊獨四旅全部及三五九旅的七一八、七一九團，攻占中陽。並命令所有部隊於１２月１日到達中陽南北地區集結。
當時，晉西北和晉西南基本都被我軍占領，只有中陽還在閻錫山軍隊手裏。只要拿下中陽，就可以打通晉西南和晉西北的聯系，並打通中共中央、陜甘寧邊區與華北解放區的聯系。
閻錫山也知道中陽位置的重要性，特意派自己最精銳、最忠心的部隊第四十五師的第一團駐守，還派自己的鐵桿部下、第四十五師少將副師長張居乾親自指揮。
中陽城裏，除了第四十五師第一團外，還有閻錫山的國民兵團，共１７００多人，有山炮２門，迫擊炮４門，輕重機槍幾十挺。
閻錫山的部隊，在防守上還是有一套的。
中陽城的城墻很堅固，閣軍借助堅固的城墻，構築了三道防禦陣地，並且把防禦的重點，放在城的外圍，在城外十幾裏修了大大小小的碉堡好幾十個，而且主要的碉堡外面，還有削壁、鐵絲網、鹿砦等障礙。
碉堡的墻不但厚達一兩米，而且經過周密研究，組成交叉火力，可以相互掩護，另外還把部份兵力放置在碉堡的外圍工事裏，防止我軍去炸碉堡。
即便如此，閻軍的軍官們還是不放心，怕士兵臨陣退縮，就想了更絕的主意幹脆用磚頭把碉堡的門都給封死，裏面貯存大量的糧食、水，讓士兵們吃喝拉撒睡都在碉堡裏，想出來也出不來了。
這個想法是不錯，只是這樣做就把兵力都分散在不同的點上，給我軍各個擊破也提供了有利條件。
中陽縣城的西半部是鳳凰山，城墻從北門向西南、從南門向西北，就交會在鳳凰山的主峰。鳳凰山上也是碉堡林立，構築了核心陣地，俯瞰全城。閻軍的指揮所就設在鳳凰山上。
因為剛剛指揮獨四旅，王震、王恩茂想多了解這支部隊。
１１月３０日，當獨四旅從隰縣出發，經過石口鎮、風子山，一路奔向中陽時，兩位首長就隨著獨四旅一同行動。
在水頭鎮附近的塔上宿營的時候，獨四旅召集十三團、十四團幹部開會，頓星雲、楊秀山向王震司令員、王恩茂主任介紹了獨四旅的情況。王震司令員作了關於當前形勢和任務的報告，鼓勵大家拿下中陽。
１２月１日一早，旅長頓星雲、政委楊秀山特意集合全旅指戰員。王震司令員、彭紹輝副司令員、王恩茂主任都講了話，並宣布了攻打中陽的任務。
頓星雲、楊秀山代表全旅官兵表示，一定擁護縱隊首長的決定，堅決打下中陽縣城。
隆冬時節，冰淩封住了河道，河水漫到河川邊上，凍得道路上結了一層冰，像鏡子一樣滑溜。呼嘯的北風不但像小刀一樣把大家的臉吹得發紫發木，而且還卷起了漫天的塵土，讓人看不清前進的路。
戰士們背著槍支彈藥和米袋子，有的還拿著準備綁炸藥的木棍、砍鐵絲網的鍘刀，民工們趕著小毛驢，馱著糧食、炸藥以及攻城用的雲梯等，艱難地行走。腳下太滑，稍不小心，人畜就有可能滑倒。
當天，在中陽城南的上關村，縱隊召開大會，王震宣布第二縱隊正式成立。
縱隊領導對部隊進行了調整：將獨四旅第十一團編入第三五九旅第七一九團；將呂梁軍區獨立第十二團列入獨四旅建制，為第十二團；以第八軍分區獨立第十五團１個營及６００名新兵補充入第三五九旅第七一七團：以第三軍分區獨立第十團２個營和中陽獨立營補充入第三五九旅第七一八團。
第三五九旅共補充兵員約３０００人，基本達到原有的兵力。
經過兩天的急行軍，中陽城就在眼前了。按照縱隊的部署，三五九旅和第三軍分區獨立營由城西、城北方向攻城，獨四旅由城南、城東方向攻城。
各旅到達指定陣地的時候，天色已經暗淡下來了，北風也弱了。
王震司令員親內建著偵察部隊去偵察敵情和地形。
轉到城東瓦廠梁村的時候，獨四旅已經到達。獨四旅的任務是用兩天的時間，掃清城東瓦廠梁、背咀，城南坐化嶺、南山一線的外圍陣地。然後進攻縣城。
城東虎山是個制高點，上面有閻軍的一個大碉堡。王震看見頓星雲、楊秀山，就非常高興地說：「你們來得好。你們不是會打碉堡嗎？快把虎山上的那個碉堡打下來給我看看。」
頓星雲、楊秀山知道炸碉堡可不是容易的事，必須要經過認真準備，回答說：「部隊剛到，情況還不了解，要準備一下才能打。」
可是王震就是想看看獨四旅的戰鬥力，笑著說：「你們不是有打碉堡的經驗嘛，現在就看看你們打。」
頓星雲覺得再過多解釋不太好，就接受了任務，命令第十三團去打，炮兵進行掩護。
知道下面的幹部倉促接受任務，肯定會覺得沒有把握，於是頓星雲、楊秀山鼓勵大家：「你們去試試嘛，成功了更好，失敗了也沒有關系，好好總結經驗嘛。」
黃昏時分，第十三團副團長蘇宏道親內建二連去打碉堡，王震、頓星雲、楊秀山等都站在村頭觀察戰況。
炮兵開始發射，炮彈準確地落在碉堡上，可是一團團灰白色的煙霧騰起、飄散後，碉堡上只留下一個個白印子，碉堡根本就沒有被轟開。
突擊隊員沖上去後，遭到敵人火力阻擊，因為攻不上去，大家只好退到手榴彈打不到的地方，準備繼續進攻。
「還是要靠炸藥進行爆破。」頓星雲命令第十三團準備爆破作業。
不巧的是，炸藥都由運輸隊來運輸，他們還在後面呢。第十三團副政委李惲和急忙帶領幾個人到後面去運炸藥。
等炸藥來的時候，天也全黑了。二連利用黑暗把炸藥送上去，一聲巨響，碉堡被炸開一個大洞。突擊隊員們沖進去，俘虜全部敵人，而我軍無一傷亡。
王震司令員對結果很滿意。一來知道了獨四旅是支戰鬥力很強的部隊；二來奪取了這個制高點，就可以觀察中陽城及周圍的動靜，這裏就成了一個觀察所和炮兵陣地；三來透過實戰了解到，敵人的碉堡都很厚，靠炮彈打不透，頂多就是震得碉堡內塵土彌漫，影響敵人的觀察和判斷，炸碉堡還是要靠炸藥爆破。
獨四旅打隰縣時的經驗在縱隊也可以用上了，那就是面對大大小小的碉堡，如果一個個地清除，不但費時間而且還正合敵意。
既然敵人把一個個碉堡自己給封死了，那我軍只打妨礙前進的碉堡，其他的等攻下城來之後再打，只要先派人監視起來就可以了。
一切都準備好了，12月３日，是個大晴天。
天剛亮，第十三團政委曾光明就帶領一個連把背咀山上敵人的一個大碉堡給攻下來了。背咀山位於獨四旅指揮部所在地的右側，這個碉堡不但威脅著指揮所的安全，而且也有礙指揮員與後面的聯絡。
第十二團打碉堡越來越有經驗，他們先用火力把敵人的所有槍眼都封鎖住，讓敵人無法向外觀察和射擊、投彈，爆破隊員安好炸藥包，一下子就把碉堡炸塌了。俘虜敵人十多個，而我軍無一傷亡。這次戰鬥，為部隊打碉堡創造了一條很好的經驗。
各部隊利用好天氣，進行戰前準備，幹部們觀察地形，研究進攻方案，戰士們擦槍擦炮，準備器具。各團紛紛進行戰鬥動員，做好思想政治工作。
晚上，攻擊開始。獨四旅第十三團攻擊瓦廠梁，第十四團攻擊坐化嶺，第十二團進攻南山。
到５日拂曉，第十四團攻下了坐化嶺。
可惜的是，團長李述應不幸被敵人的炮彈擊中，英勇犧牲。這位經過長征的老同誌，本來上級已經下了命令，要他去當副旅長的，他堅持要帶部隊打完這一仗再到任。
吳子傑受命接任第十四團團長。大家過後查明炮擊李述應同誌的炮彈來自城內，估計在鳳凰山陣地，於是我軍所有炮兵都隨時監視鳳凰山，敵人炮火只要一露頭，就立即取消它的「發言權」。
而在第十二團、第十三團方面，可真是遇上難題了。
閻錫山的軍隊，在防守上還是真有一套。他們利用寒冷的天氣，把南門外的河流堵住，讓河水漫上兩岸，形成冰川。第十三團發起進攻時，才發現敵人在所有碉堡的周圍都澆上水凍成冰，讓我們無法接近。
幾十斤的炸藥包，匍匐前進在光滑的冰面上，推起來很費勁，而且稍微弄出點動靜，敵人的
火力隨時還要打過來。
大家總結經驗，為了防止移動炸藥時發出聲響，戰士們就用衣服包裹住炸藥包；為攜帶方便，就把大包炸藥改成小包。每個碉堡都要攻擊幾次才能成功。
接連攻下幾個碉堡後，在城外１００米左右的地方，遇到敵人用花崗巖築成的一個丁字碉堡。丁字碉堡裏有一個排的敵人，仗著城上的火力掩護，負隅頑抗。第十三團打了幾個晚上都沒有打下來，還傷亡不少同誌。
第十二團進攻南山就更困難了。
南山地勢險要，是中陽城的屏障，如果拿下南山，中陽城就不在話下了。敵人在我們進攻的所有方向都進行削壁處理，削壁高達幾丈，再澆上水凍成冰，滑滑嘟嘟根本無法攀登。
南山頂上還有一個大碉堡，堡墻有兩米厚，外層還加了鋼材。第十二團經過兩夜的進攻，才炸掉南山西部側翼的一個小碉堡。
閻錫山接到中陽告急的電報，１２月７日，派了５個團經汾陽、孝義進至平陸、三泉一帶，增援中陽。
８日拂曉，獨四旅受命停止攻城，趕到三角莊、顓頊嶺地區打援。
陳賡司令員當天向軍委及王震、羅貴波、賀龍、李井泉發電，建議增加他領導的第二十四旅、第十三旅及全部炮兵，迅速攻下中陽。
９日，中央軍委命令陳賡縱隊第二十四旅、第十三旅向北疾進，擔負打援任務。
增援之敵怕我軍實施圍點打援，半路上不敢前進，開始後撤了。獨四旅第十四團在師莊繼續準備阻擊援敵，其他部隊則回到原出發地，繼續攻打中陽。第二十四旅七十二團進至中陽城北，協助三五九旅攻城。
南山是攻城最大的難點，第十二團決定還是采用坑道爆破的方法，從９日晚間起，開始挖掘坑道，經過艱苦的土工作業，到１１日拂曉前，在南山的東面和南面已經分別挖成了兩條坑道。
鑒於以往都是晚上進攻，觀察困難且不便於協同作戰，團領導決定當天改為拂曉進攻。
同時，為增加攻擊的強度，把攻擊力量加大到一個多營。一營副營長王振華、三營副營長金一負責具體指揮，力求當天攻下南山主碉堡。
１１日早晨５時，三連進入東面出發陣地，七連進入南面出發陣地，隨時準備發起攻擊。
６時半，兩處坑道幾乎同時發出一聲巨響，敵人的防禦工事塌了一大截子，爆破成功了。東面，三連冒著濃煙沖了上去。守敵負隅頑抗，把手榴彈拼命往濃煙裏扔，河灘及城墻上的敵人也將全部火力向三連側擊。
第十二團團長張獻奎和政委漆承德看三連吸引了敵人的火力和註意力，當機立斷，命令七連立即從南面發起進攻。
趁敵人都註視東面，七連一下子沖到第一道鐵絲網前面，戰士余全富掄起大鍘刀，砍開兩丈多寬的鐵絲網，特等投彈手任振華、梁華立刻進至外壕邊，手榴彈連珠炮般投向反擊的敵人。彈藥組用竹籃、籮筐盛滿手榴彈，在投彈手身後組成人接人的輸送隊伍。手榴彈不間斷地在敵人陣地爆炸，壓制住了敵人的火力。
七連副連長於海泉率領戰士們趁機用棉被、毛毯蓋住第二道鐵絲網，沖了過去。戰士們豎起雲梯登上陡崖，跳進了敵人的交通溝。敵人被迫收縮到大碉堡裏。
拂曉前，第十二團攻上了南山，立即對大碉堡的各個射孔進行封鎖。一個戰士頂著一床棉被，防止被敵人的手榴彈炸傷，避開敵人火力，將幾十箱炸藥緊貼碉堡壁下的彈坑安放好，然後點著導火索，然後迅速跳到坎棱下隱蔽。
不遠處，獨四旅領導在虎山附近的指揮所裏，用望遠鏡註視著這裏的一切。不好，炸藥沒有炸響。那個戰士頂著棉被又跑了過去，再次點燃導火索。
知道時間來不及，幹脆扔掉棉被，就在他剛剛跳下坎棱時，炸藥終於爆炸了。
一聲巨大的爆炸聲震得大地山川直搖晃，一團巨大的煙塵呈蘑菇雲的形狀沖上天空。
當時是1946年，二戰結束不久，作為只有美國人擁有的大殺器，原子彈的威力被傳得神乎其神。其爆炸後所產生的蘑菇雲也被作為原子彈的標誌在報刊和書籍中大量描述。
如今看到解放軍的炸藥竟然有超乎想象的威力，爆炸產生的煙塵又呈蘑菇狀。驚疑不定之下，為了掩蓋己方的無能，戰事結束後，閻錫山方面竟然透過廣播譴責：「共軍使用了原子炸藥，裝置於數米之外，即可將碉堡完全炸毀。」
其實，爆破隊員們根本不知道什麽是原子炸藥，甚至連TNT炸藥也沒有，用的都是晉綏軍自己的兵工廠以鋸末和硝酸甘油合成的土炸藥。
煙霧散盡，只見大碉堡大部份坍塌，只剩下東北面還有少半截墻壁，正好可以被我軍利用。碉堡其實還是敵人一個大型的掩蔽部，裏面有３００多人，爆炸過後，一部份被壓死，沒有死也失去反抗能力，乖乖當了俘虜。
中陽城敵人早就看出情況不妙，急忙派出１００多人的隊伍來增援。第十二團先用炮火攔阻，接著地面沖擊，援敵死傷大半，剩下的只好逃回城裏，不敢再出來。
南山一失，中陽城內閻錫山第四十五師少將副師長張居乾完全絕望了。
急忙向閻錫山第七集團軍總司令兼第三十三軍軍長趙承綬發電：「南山已失，城命難保，今敵又沿北山增援，敵眾我寡，彈盡糧絕，今生已矣，來生再見。」
獨四旅截獲了這個電文，立即上報縱隊指揮所，同時由旅政治部油印，發到部隊，指出敵人軍心已經動搖，號召大家繼續發揚不怕犧牲勇敢戰鬥的精神，務必於今天晚上攻克中陽城。
經過白天精心準備，黃昏來臨的時候，對中陽城的總攻開始了。
王震司令員來到獨四旅指揮所，親自指揮對南門的攻擊。
１１日黃昏，一堆熊熊的篝火在虎山最高處燃燒起來了。這是總攻的號令。
第三五九旅七一九團一營先以一個連的兵力，攻克了城東北角的護城碉堡。
第二營為第一梯隊，負責爆破北門，其余部隊配備野炮一門、迫擊炮兩門，作為第二梯隊在東北角掩護。
二營將北門外的殘敵趕走後，１２名戰士每人背著一箱炸藥，順利接近北門。城上的敵人見勢不妙，利用熟悉地形的優勢，從城墻上悄悄下來，發動偷襲，把炸藥全部搶進城裏。
第三五九旅立即組織第二次爆破。
城內敵指揮官張居乾看情況不好，派人來聯系投降。第三五九旅下令停止進攻，並把情況報告給縱隊首長。
首長也不能判斷張居乾到底確實是要投降還是玩緩兵之計，就命令三五九旅以強大兵力逼迫敵人投降，獨四旅繼續猛攻南門，爭取盡快破城。
城南門，獨四旅第十三團一營為第一梯隊，三連負責爆破，二連擔任突擊。盡管南門外河灘上敵人的丁字碉堡還沒有攻下，但十三團決定采用「繞」的戰術，把丁字碉堡監視起來，先不管它，直接進攻南城門。
城上敵人拼命地射擊，三連爆破組的戰士們前仆後繼，一個倒下另一個接著上，把炸藥安在城門下。
二連的突擊隊員們隱蔽在距離城門數十米的一座橋下，等聽到巨大的爆炸聲，就飛速沖到城門下。沒想到狡猾的敵人把城門裏堆滿了土，炸藥響了，城門卻沒有炸開。看形勢不利，二連和三連都退到橋下。
敵人在橋下埋設了地雷，有人不小心踩上去，地雷爆炸，同時還引爆了兩箱炸藥。二連傷亡１８人，三連也有數人傷亡。
一連串的爆炸聲，把城上敵人震得膽戰心驚，估計還是對「原子炸藥」心存恐懼。一連趁敵人火力減弱，代替二連擔任突擊隊，緊急豎起雲梯，飛速登城，突進城裏，並且開啟城門，接應第十三團主力及第十二團全部進城。
北面，三五九旅也突進中陽城。獨四旅第十三團參謀長李侃一馬當先，率領部隊向敵人的指揮部所在地鳳凰山突擊，迅速占領了敵人的指揮所。
閻錫山軍第四十五師少將副師長張居乾看大勢已去，盡管對趙承綬說過「今生已矣，來生再見」，此時也不願意為閻錫山的政權當殉葬品，主動出來向李侃投降，交出了自己的手槍。
１２日淩晨４時，中陽守敵全部投降。三裏灣、南河灘丁字碉堡的敵人都放下武器投降。逃竄之敵被三五九旅七一八團消滅。
中陽戰鬥，斃傷敵２００余人，俘國民黨軍暫編第四十五師副師長張居乾以下１５００余人。
