就在这时，在大同城的北城墙下，一队日军官兵沿着楼梯上了城墙，突然朝着城墙上的日伪军守军发起了攻击。
发动攻击的正是朱光照和他手下的特战队员们，他们提前两天就已经悄悄地潜入了大同城里，在地下党的帮助下，隐藏了起来。这是徐大龙提前制定的作战计划。
战斗打响之后，抗日游击纵队的主力分别进攻三个城门，北面没有城门，日军也投入了很多守军，但是三座城门附近八路军的攻击实在是太猛烈了，他们不得不把部队抽调过去进行增援。
朱光照等人等的就是利用这个时机，十分顺利就拿下了城墙。
他们把早已准备好的绳梯从城墙上顺了下去，埋伏在城外的八路军官兵们在特战中队的掩护下，不断地爬上了城墙。
他们上了城墙之后，又放下了更多的绳梯。绳梯很快在北面城墙上就达到三十多架，成批的八路军官兵迅速地爬上了城墙。
朱光照率领着特战队员们在城墙上阻击日军的增援部队。
他等上到城墙上的八路军官兵数量足够多之后，就开始向日军发起了反击。
随着进入城里的八路军官兵数量越来越多，他们很快就控制了城区的北部，随后继续向其他三个方向攻击前进。
原本城里的日伪军依靠着大同坚固的城墙，还有很强的信心守住城池。等他们看到城北已经被攻破了，顿时就慌乱了起来。
首先崩溃的就是城里的伪军，他们有的四散而逃，有的向八路军投降。
日军的兵力本身就不足，还要分别防守三座城门和三面城墙，现在又不得不分出大队人马来狙击进入城里的八路军，防守城门和城墙的兵力愈发单薄了起来。
不久以后，部分八路军攻进了大同东门，大批的八路军随后蜂拥而入，向城南面和城西攻击前进。
日军的旅团长看到城破了，不停地发电报请求增援。
筱冢义男已经给驻扎在阳泉的第110师团发去了电报，命令他们派兵增援大同的守军。可是他得到的回复是阳泉城遭到了八路军马武山军分区的主力部队进攻，他们根本没有能力抽调援军去增援大同。
筱冢义男没有别的办法了，只能硬着头皮给察哈尔派遣军发出了求援电报。
正如他所担心的那样，察哈尔派遣军的骑兵部队早已经被徐大龙打怕了，他们发誓不再进入山西，而且他们已经发现了在天镇附近，有大批八路军骑兵。
根据他们的经验，知道也只有马武山军分区的部队有这么多的骑兵部队，他们根本没有胆量再跟马武山军分区的部队较量。因此筱冢义男发去的电报如同泥牛入海，根本没人搭理。
城里的日军守军得到了筱冢义男的回复，说援军暂时无法到达，让他们坚守大同，战至一兵一卒。
城里的日伪军彻底绝望了，斗志更加涣散，根本抵挡不住八路军猛烈地进攻。经过了四个半小时的激烈战斗，大青山抗日游击纵队歼灭了城里的全部日伪军，占领了整个大同城。
第二天上午，徐大龙在马振宇的陪同下前往参观华岩寺。
徐大龙等人正在参观的时候，寺庙西北角的一个院子里突然传来了两声枪响。
担任警戒任务的特战队员们马上就冲了过去，很快又传来了几声枪响。不久以后，特战队员们就押着一个身材肥胖、身穿便衣的中年人走了出来。
特战队的班长说道：“报告大队长，有两个带枪的人打死了这里的一名僧人，我们打死了一个，抓到了这一个。”说到这里，他递上了手中的王八盒子，说道：“这是从他们手里缴获的。”
徐大龙仔细打量着眼前的这个家伙，他看上去40岁到50岁之间，嘴上虽然没有留着胡子，但是他的鼻翼下面的胡子似乎是刚刚刮过的，并没有刮干净，仍然留有仁丹胡的印记。再加上他们手中的武器，徐大龙断定此人应该是躲藏的日军。
他直接就用日语问道：“你是什么人？”
这个胖子假装听不懂，目光茫然地望着徐大龙。
徐大龙说道：“你再隐瞒也没有用。从你的年龄上来看，应该是日军的高级指挥官，在这城里认识你的人多的是。我只要派人前来辨认，马上就能查到你的身份，与其被人揭穿了身份，还不如自己说出来，多少好看一些。”
这个胖子眨了眨眼睛，思索了片刻，用日语问道：“请问阁下是什么人？”
徐大龙淡淡一笑，说道：“徐大龙。”
这个胖子有些惊恐地望着徐大龙，片刻之后，他突然双腿并拢，来了一个立正，就像徐大龙鞠了一躬。
他说道：“原来是大名鼎鼎的徐将军。我就是本城最高指挥官第86旅团的旅团长渡边胜夫。
徐将军是真正的名将，败在您的手下我无话可说。”
马振宇和游击纵队的领导们都不知道这个小鬼子说的是什么，在一旁的魏和尚说道：“想不到抓了一条大鱼。他就是日军第八十六旅团旅团长渡边胜夫。”
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