在炮兵的配合下，国军主力猛轰五原城，两据点顽敌很快就被全部消灭，傅宜生所部遂全部收复五原县城。

此时日军固守的西门和黑头圪堵，经国军警备旅贾世海团反复冲杀，并用黄色炸药逐屋爆破，于26日午后聚歼全部守敌，但团长贾杨世海也不幸阵亡于激战中。

自12月25日午夜开始至27日下午，经48小时激烈争夺战，傅宜生所部的官兵虽损伤很大，但士气始终旺盛。

而战区及后方人民，听到国军反攻五原，人人斗志昂扬，男女老少争着支前，烙烙饼送前方，抬担架运伤员，身背车拉运弹药，老大娘、小脚媳妇亦抢着支前抬担架，出现了一场军民合作打鬼子的雄壮局面，粉碎了日寇占令五原，侵入河套的迷梦。

与此同时，余建的暂编第21师主力也在攻克了归绥城四周的旗县之后合围归绥城。

城里的日伪军得知情况在会后的大惊失色，要知道此时归绥城里所有的部队加起来也不过两千人，其中伪军还占了一半左右。

而负责进攻的部队却有一万三四千人，是日军的7倍还要多，这仗怎么打？

由于归绥城乃是伪军以及伪政权的统治中心，这里有大量的伪军家眷和非战斗人员，另外日伪军很多高级头目的大量财产也都在归绥。

所以听说国军主力反攻归绥，所有人都乱套了，求援的电报雪花一样飞到日军的各个指挥部。尽管日军方面已经决定增援归绥，但是余建所部可不给他们集结的机会。

于是，在傅宜生所部攻克五原城的时候，余建所部也对归绥城发起了全面进攻。

由于，马铮所部对于归绥城的渗透已经达到了一个令人恐惧的地步，所以在战斗开始之前，大批的精锐国军就通过各种手段混入了归绥城。

因此，战斗远比想象中还要轻松。

当日军华北方面军的主力乘火车抵达大同的时候，还没等他们抵达归绥城，就接到了德王从归绥发来的紧急电报，归绥城破，他们向东北方向突围而去。