从西北方向向马草坪发起猛攻，797 团二营会合三营，从东北侧猛攻日军。
为了一举冲垮日军，吴青集中 12 辆卡车，在车上架设两挺轻机枪，形成简易的装甲车，全速冲击日军防线。
面对如此凶猛的攻势，日军几乎是瞬间被击溃，漫山遍野的溃逃。吉野联队长在逃跑途中被骑兵连追上，当场被削掉脑袋，整个身体被战马踏成肉泥。
战至中午十二点，吉野联队被彻底击溃，吴青下令部队停止追击，打扫战场，迅速北撤。
得知吉野联队被击溃，梅津美治郎被气得当场吐血，晕死过去，整个太原城陷入前所未有的恐慌之中。
当天晚上，吴青收到李宏撤退急电，趁着夜色掩护，悄然撤离太原。
与此同时，晋东南战场，由于日军回援，导致包围圈出现缺口，冀察战区各部连夜转移，相继跳出日军包围，转入太行山、中条山继续战斗。
战至 8 月 5 日，日军打通白晋路、临屯与黎潞公路，成功分割晋东南敌后根据地，战事暂时停歇。