攻打太原的準備工作開始了。
徐向前兵團與晉中軍區支前司令部及地方黨組織配合，共同籌集戰役所需的各類物資，保障後勤供應。那時晉中人民積極支前。他們提出了「後方多流一滴汗，前方少流一滴血」的口號。
閻錫山也在謀劃。
一場大戰即將在這裡拉開帷幕。
作為山西省省會的太原，位於晉中平原北部，南為平川，北為丘陵，西瀕汾河，東依罕山。該城共有人口約40多萬，是閻錫山苦心經營了一輩子的老窩，易守難攻，防禦體系相當堅固。
徐向前元帥在回憶錄中對太原城當時的防禦情況曾做了這樣的描述：
其防禦體系為：以城內為中心區，以城外的東、西、南、北方向為四個守備區，構成北起黃寨、周家山，南抵武宿、小店，東起罕山，西至石千峰的「百里防線」。閻錫山自稱：太原形勢像人，東山好比人頭，手是南北飛機場，兩腳伸在臨汾河，太原好比是心臟。
從頭腦到四肢內臟，壕溝交錯，碉堡林立，僅在「百里防線」內即有各式碉堡5000多個（包括班碉、排碉、群碉、炮碉、伏擊碉，從一層至五層不等的磚碉、石碉、鋼混凝土碉，有品字形、倒品字形、圓形、方形、菱形、半月形、梅花形等，大多數碉堡內均有存糧、存水和飲食、睡覺的設備，以利死守）。其堡壘之堅固，密度之大，連美國記者都「吃驚」。陳毅同志曾來太原前線看過工事，說：好厲害喲！閻錫山吹噓他已將太原前線武裝為「要塞城市」，足可抵抗150萬共軍的進攻。
除了這些防禦工事外，閻錫山不惜血本，將全部兵力投到了前線。
兵力部署為：
第19軍、第33軍、第34軍、第43軍、第61軍的11個正規師擔任東、南、西、北4個守備區的防禦任務，綏署直屬部隊防守城內中心區，以1個軍6個師擔負機動作戰任務，其防禦重點置於南、北兩區。另外配屬有各類火炮近600門。總兵力約10多萬人。
1948年9月。
石家莊陸軍醫院。
身著病號服的華北第一兵團司令員徐向前仍在惦記著太原前線的戰事。一天下午，他剛剛散步歸來，警衛秘書對他說：
「報告首長，毛主席來電了。」
「主席來電叫我？」
「是轉來的太原前委的專電。」
「很好，看樣子周副司令他們準備好了。」
「是的，內容是攻打太原的作戰方案，中央說先徵求你的意見。」
徐向前顯得很激動，他坐在一個沙發上，望著秘書說：
「請你把兵團前委攻打太原的方案讀給我聽，實在對不起，我一看文件就頭痛呀！」
於是秘書就站在他的對面，報告作戰方案——
（一）以圍困瓦解攻擊逐步削弱敵人，然後一舉攻下太原，爭取三個月內結束戰役。
（二）進攻步驟分三步。第一步突破敵人第一道防線，以火力控制南北飛機場，斷敵外援；第二步攻佔必要的外圍據點；第三步攻城。
（三）攻擊方向預定於東南、東北兩處，東南為主要方向。兩個縱隊用於東南，一個縱隊用於東北。
（四）對於攻城妨礙不大之據點，盡量不打。戰術上力求連續攻擊，分割包圍，結合政治瓦解，殲滅敵人。
預定攻擊時間為10月19日。
徐向前站起來，對秘書說：「他這個方案可行，我同意。遺憾的是閻錫山這個人太頑固了，如他能與我們和談，太原這座古城就可免受炮火，山西人民也會很快過上太平日子……」
秘書說：「據說爭取和平的工作還在搞。」
「這是必要的，一場戰役打響，無數生命就會斷送啊！」
「閻錫山是你的同鄉，過去就很熟，也許你再去封信，他會放下武器的。」
「這個可能很小，他是到了黃河也不死心，不會輕易服輸。」
可以看出徐向前也是不希望戰爭這個惡魔在山西土地上繼續蔓延的，作為身經百戰的軍人，作為一名中國共產黨人，他熱愛生養他的這片故土，愛生活在這裡的人民，可是閻錫山不放下屠刀，紅太陽怎麼能在這裡升起呢？
這將是一場正義與非正義的戰爭。
這也是一場將山西人民救出苦海的戰爭。
徐向前與秘書對完話，靜坐了一會兒，然後說：「不將閻錫山的反動政權徹底摧毀，我這個山西人無顏見山西人民，請你拿筆墨，我給中央回信。」
徐向前提起筆，趴在眼前的茶几上——
聶薄滕趙（爾陸）並請電話轉毛主席：
一日信及轉來主席指示和一兵團前委電均奉悉。
對攻取太原的計畫，我因地形尚不熟悉，沒有別的意見。前委九月二十八日電中計畫，分三個步驟作戰，很好，但主要精神是連續一直打下去，直到奪取城垣為止。假如情況允許的話，這樣做是最好的，但假如第一步計畫或第一、第二兩步計畫都完成了，而到實現第三步計畫時那就比較好打了，但仍存在一個兵力對比問題。假如第一步計畫完成後，實現第二步計畫時即遇到較大障礙，不能按預期計畫進行，即只有先圍攻使敵更疲憊再猛攻之。總之，首先爭取一直連續的打下去，在最快時間內全殲敵人是上策，先打再圍帶打而下之即消耗較大是中策，下策即必須增加力量再攻下之，既影響別線作戰，只是最後之一途。
關於兵力分配及使用上，我亦同意前委決定，時間於十八日開始亦可以。因時間已近迫，我亦無時間再休息，擬於七日夜赴前方，待太原攻下後再抽暇休息。關於彈藥問題，前已談過，我沒別的意見，前方必須照顧後方生產與財力，亦屬重要。其他一些詳情待我到前方再報告。
我仍本著不急（急躁）不緩（緊張地工作著）的精神去工作，一定堅決的完成任務，請放心。
謹復並致？布禮！
徐向前
十月三日
攻城戰尚未打響，閻錫山卻提前出動了。
10月2日。
閻錫山出動了7個師，分三路向汾河以東推進。
3日清晨，他們已先後開到了我軍陣地前沿。
閻錫山曾對師長們訓話說：「你們這次行動，主要任務有兩個，一是要破除共軍的攻城準備，二是設法在城郊農村搶些糧草來，我們太原有幾十萬人，一旦被徐向前兵團圍住，這麼多人一張口就需要吃飯，這個問題要解決。」
一個師長問：「如果遇到共軍主力怎麼辦？」
「打，狠狠地打！」閻錫山鼓著眼睛說：「硬碰硬，我們不怕，他徐向前還不是我們的對手哩……」
閻錫山說這話也並不是吹牛皮。當時，從裝備來說，硬打，徐向前的部隊真有不少困難，何況閻錫山還佔有地利這個因素。
攻城總指揮徐向前還沒有回來，兵團前委當機立斷下了提前發起攻擊的決心。
周士第對陳漫遠說：「敵人提前出動，來勢兇猛，現在到什麼位置了？」
兵團參謀長陳漫遠轉身提起指揮棒，指著掛在身後牆壁上的一張作戰地圖講道：「現在敵第44師、45師及親訓師一部已推進到小店、南河村、鞏家堡地區，敵第40師、49師、73師及10個總隊已佔領了南北王銘、西溫庄一帶要地。」
周士第皺著眉頭說：「我們應利用敵人進出工事之機，採用運動戰術，力爭在這些地區圍殲他們。」
陳漫遠在地圖上划了半個圓圈，講道：
「我們應該出動4個縱隊，力爭在小店一帶與敵人交戰，我8縱、13縱圍殲敵44師、45師和親訓師；7縱一部強渡汾河，插入小店以北，斷敵退路並相機打援；15縱主力一部應向武宿以西攻擊，包抄敵49師，斷敵73師、40師、10總隊退路；7縱一部和陝北警備二旅攻佔李家山高地。」
周士第說：「我同意你的布置，另外火炮部隊也可以派上去，盡量設法將太原城北的飛機場控制了。」
10月5日拂曉。
太原戰役正式打響。
城郊頓時處於火海之中，當敵人發現時，解放軍戰士已將他們包圍起來了。經一天一夜的激戰，敵軍節節敗退，第二天清晨，敵44師、45師、73師被打得落花流水，損失極為慘重。
戰爭還在繼續，十幾天過後，我軍終於突破了太原外圍的第一道防線。但接下來的仗就很難打了，敵人退回之後，利用城防工事與我軍對抗。那時，徐向前早已回來了，他決定現有部隊在控制陣地的同時，相機繼續向前進攻。
可是，先後試攻了幾次都沒有成功。
兵團前委只好開會重新研究進攻方案。徐向前胸膜炎又犯了，常常痛得連飯都吃不下去。周士第、胡耀邦都勸他暫時退到後方休養，不要再到前線奔波了。
徐向前卻說：「我現在滿腦子都是攻打太原的事