給徐虎發完電報之後，劉永華召集軍官們開會，在會議上他對軍官們說：“同誌們，剛剛我收到了第九軍徐軍長的電報，他們已經攻占了娘子關，我軍已經對據守忻口的敵軍形成了兩麵夾擊之勢，戰場形勢對我軍極為有利，我們一定要抓住機會攻占忻口，進而占領太原。”現在我命令，各部立即回去準備，兩天之後，對敵人的核心陣地，發動總攻。，
    總攻開始了，共和軍的炮兵首先向敵軍陣地發射宣傳彈，大量宣傳單如同雪花一樣紛紛揚揚地落到清軍陣地上，清軍的士兵撿到之後立即開始閱讀：清軍弟兄們，我軍已經攻占了娘子關，你們被包圍了，為了你們自己的後路，為了老婆、孩子，趕快投降吧，我軍絕對優待俘虜。傳單發出去半個小時後，共和軍開始進攻，一個裝甲營二十四輛坦克全部開了出來，轟鳴著衝向敵軍陣地衝去，工兵們拿著放大鏡和鐵鏟跟在坦克後麵，小心翼翼地掃雷，隻要發現地雷，就把它挖出來引爆，然後在發現它的地方插上紅旗，提醒後續部隊注意安全。為了阻止共和軍掃雷，清軍的指揮官下令射殺共和軍的工兵，最前麵的幾個工兵被打倒之後，其他工兵立刻停止掃雷，就地臥倒。坦克上的共和軍發現這一情況後，有的用機槍掃射，有的開炮轟擊，戰壕裏的清軍被炸得人仰馬翻。清軍的火力被壓製之後，共和軍工兵重新開始掃雷。雷場被破壞之後，共和軍的步兵從工兵開出的通道衝向敵軍陣地。兩軍激烈互射，由於共和軍這次投入的兵力比上次多，再加上清軍當中有一些人看到共和軍的傳單之後，消極應戰。有的舉手投降，有的掉頭就跑，戰鬥一直持續到第二天下午，所有清軍陣地都被共和軍占領。清軍最高指揮官魏剛帶領殘兵敗將逃往太原。