到了第二天夜里，共和军按既定计划发动了进攻，共和军刚刚来到原平城外安营扎寨的时候，清军非常紧张。可是两军对峙了好几天，共和军都没有发动进攻，清军的警惕性有所降低。遭到进攻之后坚守在战壕里的清军一面开枪还击，一面向苏万海报告。苏万海收到报告后立即穿好衣服，登上城墙，他从望远镜里看到城外的天空被火把照的亮如白昼，耳边响起了激烈的枪声和喊杀声。苏万海放下望远镜，自言自语道：“唐军声势浩大，总兵力肯定在万人以上。”身边的一个幕僚建议道：“大人，依卑职之见，我们应该把城外的部队撤回来，与城内的部队合兵一处，握成拳头，这样才能守住原平，为忻口守军布防争取时间。”苏万海采纳了幕僚的建议，命令城外的部队放弃战壕，撤到城内。清军撤走之后，共和军紧随其后，占领了城外的战壕，将原平县城团团围住。

这时报务员给孟军送来一份电报，孟军接过电报开始阅读：攻击崞县的部队已经完成任务，命令第十三师务必于两天之内攻占原平，并向忻口进发，违令者军法从事。

看完电报之后，孟军叫来自己的政委、参谋长和几个团长。人都到齐之后，陈飞先让他们传阅上级的电报，大家都看完之后，孟军说道：“这封电报证明，上级对我们师的进军速度不满意。我们现在要做的是尽快拿下原平县城，加快进军速度，赶到忻口。”参谋长曹正略加思索后回答：“师长，在上海战役中，我军曾使用攻击敌军阵地，然后趁乱发起冲锋，占领了罗店。我觉得我们可以再次使用这个战术，突破敌人的城防工事。”三十七团团长韩光建议说：“我们可以使用特种狙击战，狙杀敌军的重要目标。”孟军答：“各位的建议都很好，就这么办第二天，共和军发动了新一轮的进攻。在炮击结束后，共和军的步兵架起云梯开始攀爬城墙，清军在苏万海指挥下，坚守在城墙上进行抵抗。战斗进行了一上午，共和军伤亡了二百余人，仍然没有突破敌人的防线。孟军站在指挥所里，举着望远镜看到了这些情况，他对身旁的卫兵说：“命令步兵撤下来，通知炮兵发射，快！”两个卫兵听后跑出去传达命令。，现在回去准备，明日孟军的卫兵来到炮兵阵地，找到炮兵营长陆远，对他说：“陆营长，陈师长命令，炮兵营立即向城内发射，配合步兵发动进攻。”陆远听后立刻举起令旗：“更换弹药。”士兵们迅速将炮膛内的高爆榴弹取出，换上。片刻之后，各炮位相继报告更换完毕。陆远听后把令旗向下一挥：“目标原平县城，开炮！“咚，咚，咚…”一阵巨响之后，引发了大火，共和军趁清军救火之际发起进攻，冲入县城，苏万海见大势已去命令部队缴械投降。继续进攻。”