1948年5月，中共中央任命徐向前為華北軍區副司令員兼任第一兵團司令員兼政委，主要任務是發起晉中戰役，令老鄉閻錫山頭疼的是徐向前卻成了他的對手，而且是一個令他屢吃敗仗的強硬對手。徐向前預見到，閻錫山的部隊困守孤城，糧食極端困難，必然會在麥收季節出來搶麥子。千里晉中平原是山西的糧倉，也是閻錫山軍糧供應的重要基地。在閻錫山看來，如果晉中丟失，軍隊糧秣無繼，10多萬官兵就會不戰自亂。因此，每當晉中千里沃原上麥浪滾滾，閻錫山都把保糧、搶糧、屯糧作為在山西進行戰略防禦的關鍵，也成為晉中群眾同閻錫山斗爭的一個焦點。
臨汾解放後，閻錫山雖萬般沮喪，但仍捨不得放棄山西。6月初，徐向前部署晉中戰役。有人看到閻錫山的部會跑，認為殲滅敵人一至兩個師較為穩妥。徐向前此時卻胃口極大。他聽後搖搖頭說：在晉中我們要敢於打敵常規，正因為閻錫山要跑，所以戰機稍縱即逝。我們要抓住戰機，決心殲敵4至6個師。這樣部署錯了由我負責。徐向前回到長治後，親自到軍區圖庫裡去找地圖。管理圖庫的參謀以為部隊要過黃河去支援西北作戰，連忙拿出了一些豫西和豫北方向的地圖。徐向前一看，連連搖手，說：我要一份沁縣地圖。在圖庫，徐向前意外地獲得了一份敵《金鋼嶺守備方案》圖。沁縣之戰，這一張守備圖幫了徐向前大忙。有了此圖，部署作戰他便處處爭先，每戰主動。
晉中戰役初期，徐向前反覆考慮閻軍的意圖和動向，認為閻錫山最怕損失實力，他的戰術實際上是時刻準備逃跑。因此，既要迷惑敵人，讓敵人敢於出來，調敵人遠出；又要抓住戰機，迅速殲敵，不讓敵人逃掉。於是，他派一支地方部隊，偽裝解放臨汾的兵團主力，開赴晉南風陵渡徵集船隻，作出準備橫渡黃河支援我西北戰場的姿態；同時釋放了一批俘虜，有意讓他們傳播這一消息，使敵人誤以為我主力不會馬上推進晉中。又令呂梁軍區部隊攻擊汾陽、孝義間，引敵主力西進，令太嶽軍區部隊向北推進，相機佔領靈石。而兵團主力兩個縱隊，則從晉中平原的太嶽山區秘密地向晉中開進。
徐向前一連串迷魂計果然見效。閻錫山見我部隊出現在孝義以西，靈石又被我攻擊，而我主力又遠走晉南，覺得有便宜可佔，是一個很好戰機。即令高淖之率三十四軍等部共13個團的兵力撲向孝義以西圍攻我呂梁部隊。呂梁部隊堅守陣地牽制敵人，閻錫山又派他的親訓師七十二師和親訓炮兵團前來增援。敵人出動了，徐向前盼望已久的戰機終於出現了。他一聲令下，我兵團主力突然插入晉中平原，攻碉奪點，向鐵路線逼近。當我主力出現後，閻錫山發覺中計，立刻急調三十四軍倉皇增援平遙，固守點線；另一路親訓師和親訓炮團也經介休北上，但這些部隊卻在介休、平遙間的張蘭鎮遭我軍截擊。當時，親訓師即所謂閻錫山親自訓練出來的部隊，也是閃擊兵團主力，正由少將師長陳震東率領前進，突然遇到我軍幾十門迫擊炮和幾十挺輕重機槍的一齊射擊。隊形大亂，紛紛向汾河灣逃竄。
河灘裡敵我展開激烈戰鬥，只兩小時，閻錫山的這張王牌，1.2萬多人全部被殲，幾十門山炮，全為我繳獲。與此同時，我軍在平遙北，殲滅了正在調動的敵四十師。隨後，又攻佔了交城、祁縣。攻祁縣時，我軍就用繳獲的幾十門山炮把城牆打開了20多米寬的大缺口，幾個小時，即全殲三十四師近4000人。晉中之戰，我軍初戰告捷，給閻錫山當頭一棒。蔣介石此時為保住山西，牽制住華北我軍，連電閻錫山，封官許願，給閻錫山打氣，要他大膽與共軍決戰，保衛晉中。
但徐向前是不會給他這樣的機會的。7月6日夜，敵三十三軍、三十四軍和第十總隊，以及趙承緩集團軍總部離開鐵路，開始向西北方向退逃。我軍主力奮力猛追，有的部隊趕到敵人前邊截擊敵人。這時趙承緩集團軍被我團團包圍於大常鎮、小常村、西苑村、南莊一帶東西長約20多里、南北不足10裡的狹小地區內。敵人見退路被斷，慌忙構築工事，負隅頑抗。我軍集中兵力火力，一個村莊一個村莊地攻殲敵軍。我以十三縱主力攻殲敵三十四軍，八縱主力攻殲第十總隊。敵第十總隊以日寇戰犯為骨幹組成。抗日戰爭結束後，閻錫山喪心病狂地把雙手沾滿中國人民鮮血的數千名日寇留用下來，給以升官晉級、優厚待遇，編成了第十總隊。12日，殘敵退縮於西苑村、小常村，我軍展開最後的圍殲戰。戰鬥至15日，閻錫山的野戰兵團全部被殲，趙承綬、沈瑞被俘，原泉福被擊傷後因戰敗而自殺。原泉福死前對他的參謀主任說：沒想到徐向前這麼厲害！
我軍聚殲趙承綬集團後，乘勝猛追，直追到太原城下。晉中戰役，徐向前創我軍大兵團作戰以少勝多，全殲敵軍的範例。中央軍委賀電說：慶祝你們繼臨汾大捷後，在晉中地區殲滅閻敵1個集團軍總部、5個軍部、5個師、2個總隊及解放14座縣城的偉大勝利，我軍已臨太原城下，橫掃晉中，徐向前以6萬之兵殲敵10萬，創造了一個奇蹟。日後，徐向前在西柏坡參加中共中央七屆二中全會。會上，毛澤東曾風趣他說：向前，你來告訴大家，你的6萬人是怎麼消滅閻老西10萬人的？
在此之前的7月19日，晉中戰役剛結束，毛澤東就以中國共產黨中央委員會的名義發電祝賀。電文中說：晉中戰役在向前、士第兩同志直接指揮之下，由於全軍奮戰，人民擁護，後方努力生產支前，及各戰場的勝利配合，僅僅一個月中，獲得如此輝煌的戰績，對於整個戰局幫助極大。以中共中央的名義發電祝賀，足見毛澤東對此戰勝利的重視和歡欣。整個解放戰爭，以中央軍委的名義發電祝賀勝利的電文不少，以中共中央的名義則不多見。
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