弟部队（决死第一旅和石何支队）加强了对守军的围困和反突围工作，并积极做出攻城态势。当10月5日援军在屯留县老爷山、磨盘垴及关上地区被我军堵截穿插全歼后，长治守军待援无望，遂于10月8日夜弃城向西突围，朝浮山、翼城方向逃窜。但为时已晚。先是由石志本、何柱成支队（辖卅二、四十六、五十二团）迅速赶到沁水佛庙岭一带与长子县独立团对逃军实施了顽强阻击，然后陈赓司令员率太岳纵队从虒亭地区直出沁水之马壁地区，控制沁河，对逃军实施兜击，至12日在沁河以东的将军岭、桃川地区将逃军一万余人全歼，史泽波和师长多名被俘。至此，