7月6日，我軍開始第二階段的襄、樊作戰。面對著依山背水的古城襄陽，一連串的問題被提到了戰役指揮員的面前：這個仗能否打好，用什麼方法才能最大限度減少傷亡和全殲守敵？
作戰會議上，負責戰役第二階段指揮的6縱司令員王近山，根據劉伯承司令員「揚長避短，集中力量打擊敵人要害」的思想，對敵我情況作了周密分析：「敵人的弱點是指揮官康澤不懂軍事，但深得蔣介石的寵愛，飛揚跋扈；而副司令郭勛祺雖有指揮經驗，但處於寄人籬下的境地。且敵人補充新兵較多，鬥志不高。但敵人憑山固守，佔地形險要之利。我軍鬥志高昂，攻擊精神旺盛，但經過大別山一年多的艱苦鬥爭，部隊減員較多，裝備受到很大削弱，在這次戰役中，兵力只佔相對優勢，火力也不強，僅有4門山炮，其中還有1門是壞的。」
講罷敵情我情，王近山話鋒一轉，對戰役謀劃亮出高招：
「在戰術運用上，如按歷來攻城必先奪山的戰法，勢必揚敵之長，暴我之短，將我兵力消耗在外圍逐山爭奪的戰鬥中，增加而後攻城的困難。且城東、城南均為敵占區，若從東面、南面實施主攻，側背受威脅較大。襄陽城西，從張堂直到西關，僅有一條狹窄的通道。南靠山麓，北臨漢水，其間最狹窄處只有1華里，無迴旋餘地。不利於我兵力展開。特別困難的是南有琵琶山、真武山敵人火力的封鎖，正面有鐵佛寺一線守敵的堅固防禦。然而，正如劉司令員曾經指出的：『在一定條件下，最危險的地方倒是最完全。』只要拿下琵琶山、真武山、鐵佛寺這『三關』，城西通道就處於敵人的火力死角內，攻城部隊可以直逼西關城下。而且老河口、谷城被我軍解放後，從西面攻城，側後也比較安全。」
經過多方面的分析、判斷，王近山決定採取劉司令員倡導的「猛虎掏心」戰術，撇開南山主峰，將主攻方向選在西面，首先集中主力「刀劈三關」，奪取琵琶山、真武山、鐵佛寺，而後依託西關，突破城垣。
劉伯承司令員看到這一作戰方案，禁不住欣賞地點點頭：「嗯，這個王近山，越來越會動腦子，仗越打越精了。」
劉鄧首長立即批准了這一方案，並嚴令參戰部隊：「要英勇頑戰，不許顧慮傷亡，不準講價錢，只求徹底勝利。」
王近山將「刀劈三關」的任務交給了能征善戰的17旅。17旅旅長李德生足智多謀，作風深入。戰前，他帶領各級指揮員親臨前沿觀察地形，制訂了戰鬥方案；同時，深入連隊反覆進行思想動員，一遍又一遍檢查戰前準備工作。
李德生向全旅發出動員令：克服一切困難，不怕流血犧牲，發揚英勇頑強、連續戰鬥的作風，堅決劈開「三關」，打下襄陽城，活捉康澤！
對襄陽城的外圍作戰打響了。
17旅首先控制了城西之萬山陣地。陝南12旅及桐柏3分區部隊奪取了扁山、鳳凰山、尖山雙背梁子和鐵帽山。桐柏28旅向樊城外圍敵軍發起進攻，殲敵一部。17旅49團3營於9日黃昏拿下琵琶山，次日冒著三面火力的威脅打退敵人6次反撲，鞏固了陣地，劈開了第一「關」。10日夜，49團2營又奪取了真武山，劈開了第二「關」。50團1營佔領了城西張堂村，為我軍向西關進攻掃清了道路。
在我軍奪取真武山、鳳凰山的同時，指揮部令6縱隊18旅繞道文壁峰順漢水河套向襄陽東關逼近。10日夜，18旅佔領護城堤，開闢了東北角的攻城基地。桐柏28旅當即解放樊城，繞至東津灣渡漢水，佔領城東南陣地，配合城西我軍，對襄陽形成馬蹄形攻勢。此舉對敵人震動極大，康澤頓感形單力薄，馬上收縮兵力，於9日將樊城守敵164旅全部縮回襄陽城內。
我指揮部為了集中兵力從西面突破，並保障部隊在進攻中減少傷亡，又令16旅46團、18旅52團為2梯隊，採取迫近作業的方法，從張堂直到西關構築了兩條交通溝。7月13日，17旅50團及16旅47團各一部，依託交通溝向西關攻擊。50團一舉攻佔鐵佛寺及紅土堡子，劈開了第三「關」。47團攻佔了同濟醫院，控制了襄陽西關，大軍直迫城垣。
這時，城南羊祜山、虎頭山等地之敵陷於孤立，並置於無用武之地。
蔣介石對襄陽之戰十分關心，他將襄陽視為釘在大別山的一顆釘子，以牽制劉鄧大軍。在南京的總統府里，自以為高明的他在對著地圖反覆研究之後，於13日電令康澤「放棄南山，固守城垣」。蔣介石滿以為他這一著能使襄陽固守到援兵到達，豈知卻導致了康澤集團最後覆滅的命運。
外圍戰鬥結束後，我指揮部當即決定轉入攻城作戰。集中主力，從東西兩面鉗擊襄陽守敵，重點置於西面。以6縱隊全部，從西關經大石橋向西門攻擊；以陝南12旅主力從東北角攻城；以桐柏28旅全部從東南角攻城。各部在突破後會攻城內楊家堂敵軍司令部。
7月15日黃昏，隨著一陣炮擊，我軍對襄陽發起了總攻。擔負主攻任務的17旅49團1營，在我集中而嚴密的火力支援下，勇猛通過西關大石橋，十分鐘即登上城牆，連續打退敵人數次反撲，鞏固了突破口，接應向縱深發展的16旅、18旅各部突入城內。同時，由東關做向心突擊的桐柏28旅、陝南12旅，也涉壕登城進入襄陽。
康澤這個戰爭罪犯，別看他對待老百姓像惡狼一般，但這次戰鬥中，卻證明他是一個十足的草包。破城的前一天，康澤急得像熱鍋上的螞蟻一樣，在屋裡一個勁地來迴轉。嘴裡不斷地念叨著：「這可怎麼辦？這可怎麼辦？」
眼看城就要破了，康澤還想作最後掙扎，拿出錢來誘騙他的部下為他賣命。他向他的部隊懸賞：能堅守碉堡一天，每個士兵發關金券200元，軍官依此加倍。然而，金錢又怎能挽救他失敗的命運，當我軍打下了康澤的司令部時，發現在俘虜的荷包里，都塞滿了新鈔票；另外還有四大箱關金券，原封不動地放在那裡。康澤呢，早就作好了準備，在緊急關頭躲藏了起來。
當我軍攻破最後一個碉堡時，康澤早已無影無蹤，不知去向了。