东、北两面逼近太原城郊，5日东路日军占领榆次，6日北路日军兵临太原城下，7日两路日军在日空军配合下，对太原发动总攻。8日总攻，经过激战在当晚突破北面城垣，傅作义率部从城南突围。9日，太原沦陷，战役结束。后日军使黄河防线失守，山东大部失陷，交通要点仅剩鲁南滕县、台儿庄。