首先遭殃的是县城外围的防御工事。土木结构的掩体、沙袋垒成的机枪巢，在第一轮炮火中就被炸得粉碎。砖混结构的炮楼、地堡，则遭到了重点照顾。根据宋兴华提供的、详尽到令人发指的防御部署图，八路军的炮兵们如同在进行一场精确的外科手术。
“目标，运城东门外三号砖混碉堡，标尺***，四炮集火！放！”
“目标，临汾南城墙角混凝土机枪工事，判断厚度八十厘米，使用旅属山炮，六炮集火！放！”
“目标，长治火车站旁疑似弹药库，使用120重迫，覆盖射击！”
观测气球缓缓升空，观测员冒着寒风，通过望远镜和旗号，不断向地面报告炮弹落点，指挥炮兵修正射击诸元。
“一号区域，命中！效果良好！”
“二号目标，偏左二十米，各炮向右修正两个密位！”
“三号混凝土工事，正面出现裂纹！重复轰击！”
炮击极富层次和效率。第一轮炮火打击，主要针对暴露的、相对脆弱的工事，大约摧毁了日军30%的防御设施。这突如其来的猛烈炮火，将城内的日军彻底打懵了。
平田健吉在运城的指挥部里，被接连不断的爆炸震得东倒西歪，电话线早已被炸断，无线电里充斥着杂音和各个部队混乱的求救报告。
“师团长阁下！东门外所有工事失去联系！”
“西城墙重机枪阵地被直接命中！”
“炮兵联队报告阵地遭覆盖射击，损失惨重！”
田边盛武在临汾的遭遇同样凄惨。一枚105毫米炮弹甚至直接命中了他的指挥部屋顶，虽然没能完全穿透，但巨大的震动和冲击波让里面的人七窍流血，无线电设备彻底报废。田边盛武本人也被震晕过去，醒来时发现指挥部里已是一片狼藉，通讯兵和参谋死伤枕藉。指挥系统，在炮击开始后不到半小时，就几近瘫痪。
紧接着，第二轮炮击开始了！这一次，火炮的射击密度比第一轮提升了三分之一！更多的炮弹，如同铁锤般砸向那些在第一轮中幸存下来，或者更为坚固的工事。
“轰轰轰轰——！”
持续不断的爆炸声连成一片，几乎听不到间隙。浓烟和烈火将四座县城紧紧包裹。钢筋混凝土的工事在120毫米、150毫米重迫击炮和山炮的持续轰击下，终于支撑不住。裂缝不断扩大，混凝土块剥落，钢筋扭曲，最终在内部弹药殉爆的催化下，轰然坍塌，将里面的日军士兵活埋。
45%左右的工事，在第二轮炮击中化为废墟。
城内日军的军营、仓库、交通枢纽，也遭到了重点打击。120毫米迫击炮的曲射炮弹，如同长了眼睛一样，落入日军集结地，造成大量伤亡。失去指挥、通讯中断、有生力量被不断杀伤，使得日军陷入了极大的混乱。士兵们像无头苍蝇一样乱窜，或者惊恐地蜷缩在自以为安全的角落，士气低落到了极点。
上午九点到十点之间，第三轮炮击陆续展开。火炮分成了两部分，一部分继续清理残存的、最为坚固的25%左右的核心工事；另一部分则开始轰击县城城墙、外围的铁丝网和雷区，为步兵开辟进攻通道。
“咚咚咚！”
厚重的城墙在重炮面前显得不堪一击。一段段城墙被轰开缺口，沉重的城门被炸成碎片。铁丝网被气浪撕碎，地雷被诱爆，安全的冲锋通道被迅速打开。
四个县城基本上都进行了三轮炮击，耗时分别在一个半到两个半小时之间。当炮火逐渐稀疏，最终只剩下零星的重迫击炮还在对城内重要目标进行压制射击时，八路军的步兵出击了！
“司号员！吹冲锋号！”
“滴滴答滴滴——！！”
激昂嘹亮的冲锋号响彻原野！成千上万的八路军战士，如同灰色的潮水，从战壕中跃出，喊着震天的杀声，朝着被炸得千疮百孔的县城发起了冲锋！
由于炮火准备极其成功，日军的抵抗微弱得可怜。步兵们几乎毫无阻碍地就冲过了开阔地，通过被炸开的缺口，涌入了城内。
运城县城外的临时指挥部中，129师刘div cmdr看了看时间，颇为感叹的对身边385旅陈旅长、新编第一旅韦旅长、新编第四旅徐旅长等人说：“一直以来，我对宋兴华这小子打县城像喝水吃饭一样容易不太理解，今天用详细的防御部署图配合300多门火炮轰了近俩小时才算琢磨出点儿味来！你防御工事再坚固，也只是死靶子，扛得住一门炮轰，扛得住五门炮轰吗？十门炮呢？只要火炮数量足够，运城就算是铁铸的也能被砸出个大窟窿！”
385旅陈旅长笑道：“咱们足足动用了300多门火炮！300多门啊！这还只是计算了75mm以上口径的山野炮以及120mm口径以上的迫击炮，如果连其他口径的迫击炮、步兵炮都算进去，这次攻城动用火炮数量超过450门！太原会战咱们和阎**全部火炮加起来也才430多门，还分散在各个部队手里，咱们什么时候打过这种富裕仗？”
刘div cmdr哈哈：“是啊！咱们这位‘财神爷’出手大方啊，900门火炮够组建二十多个炮兵团了！如果我没记错，这几个月来他上交给师部的轻重机枪和迫击炮足够装备两三个师了！这次战斗集束后，你们要加快炮兵的培养速度，有好武器也得有人用啊！就像今天，如果有足够数量的炮兵，30~45分钟就能完成炮击，咱们却用了三倍的时间，差距不小啊！”
韦旅长也十分感慨的说：“我们旅会用迫击炮的人勉强能拉出来几十个，会用75mm美国炮掰着指头数都凑不齐十个，确实得好好培养了！”
此时，真正的战斗已经在县城巷战中展开，但日军的抵抗已经失去了组织性。宋兴华提供的五百支ppd-40冲锋枪被平均分配到了四支攻城部队，组成了精锐的突击队。在狭窄的街道、院落和房屋内，这种射速快、火力猛的自动武器发挥了决定性作用。
“哒哒哒！哒哒哒！”
突击队员们互相掩护，冲锋枪喷射出短促而致命的火舌，精准地清扫着每一个窗口、每一个墙角可能存在的日军狙击手或机枪点。手持步枪的战士们则紧随其后，清理房间，肃清残敌。
战斗依然残酷。困兽犹斗的日军，特别是那些深受军国主义思想毒害的死硬分子，依然会发动绝望的反扑。手榴弹的爆炸声、刺刀碰撞的铿锵声、受伤者的惨叫声、濒死者的呻吟声，在县城的各个角落响起。每一条街道，每一座房屋的争夺，都可能付出生命的代价。鲜血染红了断壁残垣，冰冷的空气中弥漫着硝烟和血腥的混合气味。