卧虎山之敌失去指挥,战斗转向沉寂,第一九九师很快就占领山上的全部阵地,卧虎山的战斗胜利结束了。阎锡山吹嘘的“共军3个军,1个月也攻不下的要塞”在杨成武的率领下,我军只用10多个小时就解决了。其他兵团也胜利结束了全部外围战斗,共歼守军12个师的兵力。当曙光初露时,太原城外所有制高点上都飘起鲜艳的红旗。
为了减轻对太原市区的破坏和对市民生命财产的损失,太原前线司令部于4月22日向守军发出劝降通牒,但顽固的守军拒不投降。
4月24日凌晨5时30分,彭德怀下令发起总攻,1300门火炮同时进行火力准备后,对城垣发起攻击。
杨成武率第二十兵团首先由小北门东侧突破城垣,第六十六军第一九七师第五八九团第一、第三连,同时把云梯靠在小北门东200米处的城墙上。6时15分,战士们登上城墙,把第一面红旗插在小北门城楼上。接着,第十八、第十九兵团也相继突破城垣,攻入城内,分别与守军展开巷战。9时许,攻入太原“绥靖”公署,俘孙楚、王靖国和日本顾问今村中将、岩田少将等人。至10时,全部歼灭太原城内守军。