11 月 8 日上午，日军第 5 师团集中炮火，将太原城东、北两面城墙轰塌多处，其步兵冲进城内。

此时太原城内因为日军飞机轰炸，全城燃起大火，烈焰冲天。

傅作义见此，遂组织兵力与日军展开巷战，同时命令城墙守军全力封堵被炸塌的缺口。

战至下午 4 点，城墙缺口除东北角外全被堵住，但日军千余人却冲进了城内。

黄昏后，天色渐黑，日军乘机增兵，借助夜色突袭，杀入城内，同时以一部兵力空降城中大校场，四处袭击。

守军各部伤亡惨重，阵地不断失守。

晚上 7 点，日军攻到了总司令部。

无兵可用的傅作义只得组织司令部人员和特务连加入战斗，抵挡日军。

激战 两个小时，日军越聚越多，傅作义深感大势已去，无力挽回。

于是在晚上 9 点，傅作义下令守军各部由南门突围，撤出太原。

守军各部接到命令后，迅速突出包围，经汾河桥冲至汾河西岸，向古交镇方向撤退。

至此，太原城沦陷。
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