刘邓大军南下后，徐向前、滕代远、薄一波等首长留守后方军区司令部。早在1947年5月，徐向前坐镇邯郸，指挥了解放运城战斗。

运城为晋南战略要地之一，攻克运城，对于巩固晋南，支援南下部队和缓解西北战场具有重大意义。此时，运城守敌为胡宗南部整编第36师第123旅第369团、整编第17 师第48旅第250团、整编第90 师第61旅第182团（欠1个营）、炮兵第11团2个连、汽车第6团，阎锡山保安第5团、盐警队共6000余人，由敌第369团团长覃春芳担任城防司令统一指挥。我太岳部队曾2次围攻运城未克，敌守备信心有所增长。

1947年12月17日，晋绥军区第2纵队独4旅、第359旅由闻喜地区向运城开进。开进前，部队在召开保卫陕甘宁边区庆功会的基础上，进行了攻运誓师动员大会，开展了群众性的“三书”（申请书、决心书、保证书）活动，激发了部队士气。

战斗打响，独4旅扫清城西敌第10、11、12、13号碉堡，由西门登城；第359旅主力夺取马家窑阵地及9号碉堡，由西南角登城；另以第719团一部歼灭盐池庙之敌。

12月20日17时，我军向运城外围据点发起攻击。独4旅第12团攻击西门外12号大碉，初未得手，后经严密组织和充分准备，于21日将12号大碉炸毁；第14团攻击城西北角13号大碉，经5次爆破，至23日将13号大碉炸毁。第359旅第719团第1营经1小时30分激战，攻克城西南马家窑主要阵地，并击退城角守敌三次反扑；该团第2营攻击盐池庙，第3营攻击9号碉，均未克，23日改由第717团第1营攻击9号碉，攻克该碉。24日拂晓，我军以炮火将10、11号碉摧毁。至此，我军当面敌外围据点除盐池庙外均被攻克。晋冀鲁豫军区第8纵队及独3旅也扫除了城北及城东北的登志障碍。

12月25日7时，部队开始攻城，我军以炮火猛烈压制敌人。独4旅以第13团为攻城第1梯队，炮击半小时后，跃出工事，抬着梯子，通过数十米的开阔地向西门突击，此时敌人炮火猛烈向我射击，我伤亡较大，攻击受阻。第359旅以第718团为攻城第1梯队，向城西南角突击，遭敌炮火拦阻，虽一部攻抵城边，但无法通过外壕，攻击也未成功。第8纵队与独3旅的攻击也同时受挫。

我军第一次攻城受挫后，攻城指挥部令各部调整部署，黄昏后发起第2次攻城。独4旅调第二梯队第14团为第一梯队，仍向西门突击。该团原以第2连架梯，因第2连白天未侦察好竖梯位置，临时改由第5连架梯。第5连仓促找一短梯登不上去。第3连连长从城墙被炮火震塌处，率领第3排攀城垣，刚上去1个班，遭敌猛烈反击，连长负伤，排长阵亡，后续部队也未上去。第359旅改由攻城第二梯队第717团为第一梯队，仍向城西南角突击，在火力掩护下，对城墙实施多次爆破，均未炸垮，只有1个班登上城垣，但遭反击，全部牺牲，其他兄弟部队攻击亦未成功。

我军两次攻城受挫后，决心采取坑道爆破手段攻城。当时风雪交加，天寒地冻，第359旅第718团奉命跳进敌外壕内向城西南角强行坑道作业。

12月27日黄昏，发起第三次攻城。独4旅第14团自西门登城4次未成。第359第718团因缺乏坑道作业经验，又遭敌火力袭击，攻城也未得手。此时，第8纵队第23旅在老北门坑道爆破成功，突入城内。独4旅奉命将第12团、第13团从城西调至北门，从第23旅突破口进入城内，向西门发展，第12、13两个团进入城内后，独4旅第14团和第359旅第717团也由西门登城，第718团、第719团大部由城西南角登城，第719团另一部占领盐池庙主阵地后，由南门登城。激战至28日拂晓，守敌一部被歼，一部由东门和南门突围，分别向平陆和永济方向逃窜，逃向永济之敌700余人，被我独4旅第12团于黄河东岸中村附近地区歼灭。独4旅、第359旅歼敌2900余人。战斗中独4旅第14团副团长吴芝光、第13团参谋长赵克已和旅政治部宣传科长任樾曾牺牲。