随着日军撤退到县城抵抗，等候他们援军到来，在前线战场上，日军已经没有了太强的抵抗力。在66军各级的进攻下，剩余的日军很快便被消灭了。66军消灭长治和临汾两个方向的剩余敌人后，没有做过多的停留，他们迅速集结，向着各个敌占区进攻起来。
66军如同猛虎下山一般，以凌厉的攻势席卷着各个敌占区。士兵们士气高昂，奋勇杀敌，不给敌人喘息的机会。日军在66军的强大攻击下节节败退，无法组织起有效的抵抗。
66师攻入长治和临汾后迅速以旅为单位开始进攻沿途各县，此时各县的日军都只是后期从日军本土调来的守备大队。这些守备大队本来就只是有一些退役的老兵和才训练不到半年的新兵组成，这些队伍的战斗意识和武器装备都远远不如日军的那些常设师团。66军的进攻除了在初期那些有撤回的14师团和20师团士兵驻守的县城遇到了些麻烦，其他的基本没有花费太多的时间就被攻克了。因为牟灵在战役之前就下达不要俘虏的命令，一路上被牟灵攻克的县城66军都没有留下日军活口。
就在牟灵率部一路高歌猛进的时候，115师在山西的敌占区里也没闲着。他们充分发挥自身优势，化整为零，持续不断地骚扰着日军的后勤补给线。此外，他们还利用牟灵送给他们的地雷，成功阻击了前来增援的敌军。正是由于115师的有力牵制，牟灵才能够毫无后顾之忧地放手一搏，一路进攻。
在这一系列战役中，牟灵的66军表现出色。其中，第一师先后攻克长治的壶关、上党和长子三县；第二师则攻克了安泽、福山和翼城三县。而原本负责驻守运城以作防御的第三师，在牟灵取得胜利后，也被派出并成功攻下了运城的襄汾和乡宁两县。
随着这些县城逐一被66军攻占，长治和临汾的南大门已被成功打开，两地的行政中心也陷入了极度危险的境地。
为了能够守住长治和临汾这两个重要的行政中心城市，日军采取了一系列紧急措施。他们首先下令将原本分散在长治和临汾周边各县的日军部队迅速集结起来，集中到两地的各个战略要地御。这样做可以增强日军在关键地点的兵力部署，提高防御能力。
与此同时，日军还从太原调集了第五师团的两个精锐旅团前来支援长治和临汾。这些增援部队拥有强大的战斗力和丰富的作战经验，可以进一步加强日军在这一地区的军事实力。通过这种方式，日军希望能够有效地抵御中国军队的进攻，保住长治和临汾的控制权。
1938 年 10 月 20 日，又经过了三天激烈的战斗，长治和临汾已经有一半被牟灵收复。日军见识到了牟灵的强大实力后，意识到继续与他消耗下去是不现实的。毕竟，在山西这片土地上，不仅有牟灵这一支抗日力量，还有阎锡山的晋绥军以及国民党第八路军等其他抗日武装。因此，日军第14师团和第20师团留下一部分兵力阻击牟灵的进攻，其余兵力则开始向太原方向撤离。原本前来支援的日军第5师团，则直接在太原与长治、临汾的边境驻防，负责接应任务。
牟灵本打算继续追击日军的撤退部队，但遭到了日军阻击部队的顽强抵抗，同时还遭受了来自太原方向的日军航空兵的轰炸。这一系列打击使得牟灵的部队损失惨重，他不得不重新评估局势，调整战略部署。面对日军的坚决阻击和空中优势，牟灵不得不放弃继续追击开始专心对付起日军的阻击部队和收复长治和临汾的各个县城。
1938 年 10 月 21 日，经过一整天激烈的战斗，日军断尾阻击的部队最终被牟灵的 66 军彻底消灭。随着这些部队的覆灭，长治和临汾的各个县城除了一些伪军外，几乎没有其他抵抗力量了。此时，牟灵意识到歼灭14师团和20师团已不太可能，于是果断下令开始对长治和临汾各县展开收复工作。由于各县留下来的伪军本身就是些软弱无能之辈，因此收复工作进展顺利，没有遇到太大阻碍，很快便圆满完成。
1938 年 10 月31日，第66军成功地完成了对长治和临汾的全面收复。就在收复完成的同一天，牟灵迅速向全国通电，郑重宣布了这一振奋人心的消息。当华国的人民得知这一喜讯时，无不感到震惊和激动。因为这是自抗日战争爆发以来，首次有土地从日军手中成功光复。
人们纷纷奔走相告，街头巷尾都洋溢着喜悦的气氛。这一刻，华国人民心中充满了希望和信心，他们看到了胜利的曙光，坚信只要团结一致、奋勇抗敌，必将能够战胜强大的敌人，赢得这场艰苦卓绝的战争。而牟灵和他所率领的军队也成为了民族英雄，备受人们敬仰和赞誉。一时之间，全国上下一片欢腾！无论是广袤的乡村还是繁华的都市，人们都沉浸在了喜悦之中。在尚未被日军侵占的地区，男女老少涌上街头，挥舞着彩旗，高呼口号，脸上洋溢着难以言喻的兴奋和激动。他们用最热烈的方式表达着对胜利的欢呼与庆祝，歌声、欢呼声交织在一起，响彻云霄。而在敌占区的人民，虽然不能公开地欢庆，但内心深处同样涌动着无尽的喜悦和希望。他们默默地在心中祝福，期待着早日摆脱侵略者的枷锁，重获自由。
收复长治和临汾后，牟灵深知要想长久统治这两块地方必须得到当地民众的支持，于是他决定从最基本的土地问题入手，开始对两地的地主豪绅进行清算。在被占领的这段时间里，那些曾经帮助过日军的人，都被牟灵以通敌罪的罪名没收了他们所有的财产。而对于那些曾经残害过百姓的地主豪绅，更是被牟灵毫不留情地下令处死。至于那些没有帮助过日军的地主豪绅，则被牟灵以赎买的方式将土地收归了政府所有。通过这种方式，牟灵成功地将自己统治区域内的所有土地都收归了政府所有。紧接着，牟灵又派出专人重新丈量土地，并将这些土地都分给了农民。这样一来，农民们不仅有了自己的土地可以耕种，而且还不必再向地主缴纳高额的地租，生活压力大大减轻。随着牟灵的这一系列举措，他在农村百姓之间的口碑一下子变得无比响亮，成为了众人敬仰的对象。