攻打太原的准备工作开始了。
徐向前兵团与晋中军区支前司令部及地方党组织配合，共同筹集战役所需的各类物资，保障后勤供应。那时晋中人民积极支前。他们提出了“后方多流一滴汗，前方少流一滴血”的口号。
阎锡山也在谋划。
一场大战即将在这里拉开帷幕。
作为山西省省会的太原，位于晋中平原北部，南为平川，北为丘陵，西濒汾河，东依罕山。该城共有人口约40多万，是阎锡山苦心经营了一辈子的老窝，易守难攻，防御体系相当坚固。
徐向前元帅在回忆录中对太原城当时的防御情况曾做了这样的描述：
其防御体系为：以城内为中心区，以城外的东、西、南、北方向为四个守备区，构成北起黄寨、周家山，南抵武宿、小店，东起罕山，西至石千峰的“百里防线”。阎锡山自称：太原形势像人，东山好比人头，手是南北飞机场，两脚伸在临汾河，太原好比是心脏。
从头脑到四肢内脏，壕沟交错，碉堡林立，仅在“百里防线”内即有各式碉堡5000多个（包括班碉、排碉、群碉、炮碉、伏击碉，从一层至五层不等的砖碉、石碉、钢混凝土碉，有品字形、倒品字形、圆形、方形、菱形、半月形、梅花形等，大多数碉堡内均有存粮、存水和饮食、睡觉的设备，以利死守）。其堡垒之坚固，密度之大，连美国记者都“吃惊”。陈毅同志曾来太原前线看过工事，说：好厉害哟！阎锡山吹嘘他已将太原前线武装为“要塞城市”，足可抵抗150万共军的进攻。
除了这些防御工事外，阎锡山不惜血本，将全部兵力投到了前线。
兵力部署为：
第19军、第33军、第34军、第43军、第61军的11个正规师担任东、南、西、北4个守备区的防御任务，绥署直属部队防守城内中心区，以1个军6个师担负机动作战任务，其防御重点置于南、北两区。另外配属有各类火炮近600门。总兵力约10多万人。
1948年9月。
石家庄陆军医院。
身着病号服的华北第一兵团司令员徐向前仍在惦记着太原前线的战事。一天下午，他刚刚散步归来，警卫秘书对他说：
“报告首长，毛主席来电了。”
“主席来电叫我？”
“是转来的太原前委的专电。”
“很好，看样子周副司令他们准备好了。”
“是的，内容是攻打太原的作战方案，中央说先征求你的意见。”
徐向前显得很激动，他坐在一个沙发上，望着秘书说：
“请你把兵团前委攻打太原的方案读给我听，实在对不起，我一看文件就头痛呀！”
于是秘书就站在他的对面，报告作战方案——
（一）以围困瓦解攻击逐步削弱敌人，然后一举攻下太原，争取三个月内结束战役。
（二）进攻步骤分三步。第一步突破敌人第一道防线，以火力控制南北飞机场，断敌外援；第二步攻占必要的外围据点；第三步攻城。
（三）攻击方向预定于东南、东北两处，东南为主要方向。两个纵队用于东南，一个纵队用于东北。
（四）对于攻城妨碍不大之据点，尽量不打。战术上力求连续攻击，分割包围，结合政治瓦解，歼灭敌人。
预定攻击时间为10月19日。
徐向前站起来，对秘书说：“他这个方案可行，我同意。遗憾的是阎锡山这个人太顽固了，如他能与我们和谈，太原这座古城就可免受炮火，山西人民也会很快过上太平日子……”
秘书说：“据说争取和平的工作还在搞。”
“这是必要的，一场战役打响，无数生命就会断送啊！”
“阎锡山是你的同乡，过去就很熟，也许你再去封信，他会放下武器的。”
“这个可能很小，他是到了黄河也不死心，不会轻易服输。”
可以看出徐向前也是不希望战争这个恶魔在山西土地上继续蔓延的，作为身经百战的军人，作为一名中国共产党人，他热爱生养他的这片故土，爱生活在这里的人民，可是阎锡山不放下屠刀，红太阳怎么能在这里升起呢？
这将是一场正义与非正义的战争。
这也是一场将山西人民救出苦海的战争。
徐向前与秘书对完话，静坐了一会儿，然后说：“不将阎锡山的反动政权彻底摧毁，我这个山西人无颜见山西人民，请你拿笔墨，我给中央回信。”
徐向前提起笔，趴在眼前的茶几上——
聂薄滕赵（尔陆）并请电话转毛主席：
一日信及转来主席指示和一兵团前委电均奉悉。
对攻取太原的计划，我因地形尚不熟悉，没有别的意见。前委九月二十八日电中计划，分三个步骤作战，很好，但主要精神是连续一直打下去，直到夺取城垣为止。假如情况允许的话，这样做是最好的，但假如第一步计划或第一、第二两步计划都完成了，而到实现第三步计划时那就比较好打了，但仍存在一个兵力对比问题。假如第一步计划完成后，实现第二步计划时即遇到较大障碍，不能按预期计划进行，即只有先围攻使敌更疲惫再猛攻之。总之，首先争取一直连续的打下去，在最快时间内全歼敌人是上策，先打再围带打而下之即消耗较大是中策，下策即必须增加力量再攻下之，既影响别线作战，只是最后之一途。
关于兵力分配及使用上，我亦同意前委决定，时间于十八日开始亦可以。因时间已近迫，我亦无时间再休息，拟于七日夜赴前方，待太原攻下后再抽暇休息。关于弹药问题，前已谈过，我没别的意见，前方必须照顾后方生产与财力，亦属重要。其他一些详情待我到前方再报告。
我仍本着不急（急躁）不缓（紧张地工作着）的精神去工作，一定坚决的完成任务，请放心。
谨复并致？布礼！
徐向前
十月三日
攻城战尚未打响，阎锡山却提前出动了。
10月2日。
阎锡山出动了7个师，分三路向汾河以东推进。
3日清晨，他们已先后开到了我军阵地前沿。
阎锡山曾对师长们训话说：“你们这次行动，主要任务有两个，一是要破除共军的攻城准备，二是设法在城郊农村抢些粮草来，我们太原有几十万人，一旦被徐向前兵团围住，这么多人一张口就需要吃饭，这个问题要解决。”
一个师长问：“如果遇到共军主力怎么办？”
“打，狠狠地打！”阎锡山鼓着眼睛说：“硬碰硬，我们不怕，他徐向前还不是我们的对手哩……”
阎锡山说这话也并不是吹牛皮。当时，从装备来说，硬打，徐向前的部队真有不少困难，何况阎锡山还占有地利这个因素。
攻城总指挥徐向前还没有回来，兵团前委当机立断下了提前发起攻击的决心。
周士第对陈漫远说：“敌人提前出动，来势凶猛，现在到什么位置了？”
兵团参谋长陈漫远转身提起指挥棒，指着挂在身后墙壁上的一张作战地图讲道：“现在敌第44师、45师及亲训师一部已推进到小店、南河村、巩家堡地区，敌第40师、49师、73师及10个总队已占领了南北王铭、西温庄一带要地。”
周士第皱着眉头说：“我们应利用敌人进出工事之机，采用运动战术，力争在这些地区围歼他们。”
陈漫远在地图上划了半个圆圈，讲道：
“我们应该出动4个纵队，力争在小店一带与敌人交战，我8纵、13纵围歼敌44师、45师和亲训师；7纵一部强渡汾河，插入小店以北，断敌退路并相机打援；15纵主力一部应向武宿以西攻击，包抄敌49师，断敌73师、40师、10总队退路；7纵一部和陕北警备二旅攻占李家山高地。”
周士第说：“我同意你的布置，另外火炮部队也可以派上去，尽量设法将太原城北的飞机场控制了。”
10月5日拂晓。
太原战役正式打响。
城郊顿时处于火海之中，当敌人发现时，解放军战士已将他们包围起来了。经一天一夜的激战，敌军节节败退，第二天清晨，敌44师、45师、73师被打得落花流水，损失极为惨重。
战争还在继续，十几天过后，我军终于突破了太原外围的第一道防线。但接下来的仗就很难打了，敌人退回之后，利用城防工事与我军对抗。那时，徐向前早已回来了，他决定现有部队在控制阵地的同时，相机继续向前进攻。
可是，先后试攻了几次都没有成功。
兵团前委只好开会重新研究进攻方案。徐向前胸膜炎又犯了，常常痛得连饭都吃不下去。周士第、胡耀邦都劝他暂时退到后方休养，不要再到前线奔波了。
徐向前却说：“我现在满脑子都是攻打太原的事，怎么能去休息哩，我还能坚持嘛。”
人们说服不了他，只好继续开会。
陈漫远报告了近期的战况后，徐向前站起来，一手抚着胸部，一手在空中比划，讲道：
“根据首战情况看，我们打得还是比较顺利的，这更加坚定了我们攻克太原的决心。但现在敌人缩回去了，以碉堡和工事为依托顽固抵抗，强攻是不行的，会造成很大损失。从现在敌我双方占据的地形来说，要攻克太原，首先得控制东山。这个长达八九公里的战线一定要突破，因此我们必须设法占领牛驼寨、小窑头、淖马、山头这四大要点，这些全是太原城的天然屏障，如果拿下这东山，就等于我们从阎锡山太原城防御体系的咽喉部砍了一刀，敌身首异处，就没有多少劲头动弹了。大家也许知道，这个太原城自古以来就是兵家必争之地，历史上李自成起义，日本侵略军进犯，也都先攻占太原城外的主峰东山，而后向西推进，继而突破城垣，我们得在这里下点功夫啊。”
陈漫远说：“攻占东山敌人四大要点，现在时机是否成熟得考虑，阎锡山自称这里足以抵精兵十万，现在牛驼寨的地势显要，工事相当坚固，由十几个主碉支撑着，是敌人东山防线的主要阵地，那个小窑头也不能小看，该地主峰狭窄，共有大小山头30多个，防御工事全是连环阵。淖马虽比较平坦，但地形也很复杂，周围有八九个主碉相连。山头虽位于城东只有3公里，但由主阵地山头与大脑山阵地连为一体，构成两大阵地，主阵地壁高达五六米，除有明碉暗堡之外，还挖有无数壕沟、暗道，纵横交错，易守难攻。”
大家就如何攻占这些高地展开了争论，最后徐向前解释说：“现在可以考虑攻打东山，经过前一阶段战斗，敌军已被我们引到南线来了，其东山守备力量相比之下比较薄弱，我们应抓住这机会。”
周士第问：“我军主力离东山还有一段距离，明目张胆地往那里开进，敌人发现了怎么办？”
“这个问题我也考虑过，昨天东山沟的村支书赵炳玉来了，据他讲东北方向有一条小路，可以直插牛驼寨，只要我们部队隐蔽行进，敌人不易发现。东南方向的石嘴子已被我军占领了，继续向敌纵深突进是有可能的。”
“阎锡山每天都在窥视我军动向，我担心一动，他会将主力又调进去，凭借其城防工事与我军交战。”
一直沉默不语的胡耀邦突然接着说：“我们俘获的那些兵，现已都补充到各个纵队了，经过教育绝大多数人还是愿意为我们出力的，他们了解这些地方的地形和城防体系，我看可以利用他们做向导。总指挥准备攻打东山，我认为可以。”
参谋长陈漫远一直在那张地图上勾勾画画，他已在东山四大要点上标上明显的记号。徐向前望着他问：“我们的参谋长有何意见？”
“我们对太原光围不打不行，现在外围已没有多少问题，东山距城区仅四五公里，先拿下这里是上策，我们相机向太原城逼近时，东山问题不解决不行，冬季即将来临，我军应利用时机继续突进，先攻克东山。”
攻占东山的意见终于统一了，最后将攻击时间定在了10月16日凌晨。
当时的兵力布置为：
以西北7纵及晋中部队一部，由小店以北经榆次秘密向东北开进，插入东山纵深，袭击牛驼寨要点，并以炮火控制北部机场；另以一部袭击大北尖，与南部大窑头方向15纵连接，切断罕山孟家井之敌退路。
以15纵向石嘴子、淖马攻击，得手后继续向大东门推进，并以一部袭占大窑头，与西北7纵接应，断敌退路。
在13纵首先争夺南坪头、马庄，向双塔寺攻击，得手后向城东南角进攻。
晋中部队主力位于城南一线，攻占各要点，以一部在汾河西积极活动，牵制敌人。
8纵24旅为7纵预备队，另两旅为兵团总预备队。
10月16日。
东山争夺战开始了。
13纵第39旅直向敌人49师、73师发起攻击，战斗越打越激烈。先后占领了几个据点，敌人后退之后又开始反扑。
18日，7纵已秘密插入牛驼寨，接连攻克了几座碉堡，一举占据了这个要点。
19日，7纵另一部攻克了罕山，迫使敌一个团投诚。
与此同时，15纵也相继占领了石儿梁高地。
牛驼寨失守，阎锡山颇感震惊，于是他将这些已退下来的残兵重新组织起来实施反扑。
21日，敌34师向牛驼寨攻击时，其一个炮团接到阎锡山的密令，经强大的火力掩护步兵推进。
敌人扑上来，被打下去，再扑上来，又被打下去，相持了整整一天一夜，炮火震耳欲聋，火光映红了天空，杀喊声在空旷的山谷里回荡。
猖狂的敌人退下来后，步兵停止攻击，又以密集火炮攻击，那一天敌人共向这个阵地发射各类炮弹约一万余发，几乎将我军占领了的牛驼寨原有工事全部摧毁了，战斗在这里的我军一个团伤亡了多一半，但他们仍英勇地抵抗着。
这种拉锯似的战斗进行得异常艰苦，徐向前不得不重新调整布置。他下了最大决心，将27个团全部调上来了，投入战斗的部队占总兵力的五分之四。
东山如果全部失守，太原的防御体系就削弱了一半，阎锡山当然明白这个利害。他心急如焚，除将两个师留在太原城的西部外，将所有主力全部调了上来，做了与徐向前拼个鱼死网破的最坏打算。
一场恶战仍在继续，当时敌我双方参战的火炮达800多门，几乎创了华北战场上的最高记录。
尽管阎锡山投入了这么大的本钱，但他还是失败了。
经过一个多星期的血战，阎锡山眼看着自己的队伍一步步被解放军吃掉，他只好将那些残兵从阵地上撤下来朝太原城里溃退。
11月13日。
太原局势发生了很大变化，这场争夺四大要点的战斗终于以徐向前兵团胜利而告终。共歼敌2万多人，但我军也为此付出了相当大的代价，伤亡人数接近9000人。
11月16日，中央军委致电第一兵团前委，为了配合平津战役作战，决定缓攻太原。并指示太原前线我军：
“再打一二个星期，将包围要点攻占若干，并确实控制机场，即停止攻击，进行政治攻势，部队固守已得阵地，就地休整。”
总前委遵照中央这一指示，一边小规模地攻打太原城外围的小据点，一边休整补充队伍。就在这时徐向前的身体却更加不行了。
一天晚上，徐向前与周士第带着几个作战参谋视察完前沿阵地回到指挥所，脸色苍白如纸，突然晕倒地上。周士第急忙将他扶起来，抱到床上，急切地问：“徐总，徐总，你怎么了？”
他拉着徐向前的手连续叫了几遍，徐向前睁开眼睛，吃力地说：“老周，我的左胸部突然感到剧烈疼痛……”
他说这话时，额头挂了一层汗珠，脸上的气色很不好看。
胡耀邦带着一名身着白大褂的人走了进来。周士第仍很着急，他对来人说：“钱信忠同志，你来了就好，徐总刚才倒在了地上，感到胸部剧疼，你快给看看吧。”
徐向前握着钱信忠的手，说：“没有关系，老毛病又犯了。”
华北军区卫生部副部长钱信忠并不是兵团的医生，他是奉命来太原前线指导和帮助工作的，当时兵团的医疗条件很差，医务人员也极其缺乏，他的医术无疑是最好的了。
他十分认真地给徐向前做了检查，最后确诊为胸部大量积水，患肋膜炎。
兵团的其他几个领导都劝他回后方休息，可是他却说：
“太原没有拿下，哪有心情休息啊，我不能离开前线……”
他们知道徐向前是个很固执的人，没有中央的命令他是不会离开这里的，只好私下将他的病情向中央做了报告。