午夜零点整，寂静的夜空骤然被震耳欲聋的炮火撕裂。
随着指挥部内杨能军一声令下，晋察冀第一、第三纵队的炮兵团迅速发射炮弹。
照明弹划破夜幕，将整个五台县城映照得如同白昼。
紧接着，密集的炮弹如同雨点般砸向日军设防的县城，炮火覆盖了城墙、碉堡以及城内重要军事设施。
山野间，五台县周边各个阵地的八路军部队同时发动攻击。
冬雷方向的第二团在急行军北门前方的东马村潜伏之后，率先出击。
整个团开始趁着炮火轰炸的掩护，沿着崎岖的道路快速前进，目标是攻占东门附近的一处高地，以便居高临下控制进攻路线。
与此同时，东岗村方向的第三团也开始行动，他们的目标是南门的碉堡群，试图打开缺口，为大部队冲入县城创造条件。
日军显然没有想到八路军的攻势会来得如此迅猛而猛烈。
在之前，华北的情报部门就下发华北八路军部队异常集结的命令。
尽管栗林忠道早有准备，但县城防御仍然在第一波炮击中遭受重创。
部分日军碉堡被直接摧毁，城墙上的机枪阵地被炸得粉碎。
甚至连县城指挥部所在的地堡都因一发炮弹的爆炸而剧烈震动，墙壁上的灰尘扑簌簌落下。
“八嘎！”栗林忠道在炮击的第一时间，就匆忙的从住所撤到了地下指挥部内。
指挥部内，栗林忠道猛然从椅子上站起，脸色铁青，厉声喝道，
“立即组织反击！让驻扎在北门的部队向东门方向增援，所有人进入战斗状态！”
然而，就在日军试图重新调整防线时，八路军的突击部队已经抵近战场。
而在西南方向，负责堵截日军撤退的晋察冀第二纵队在古峪沟构筑了严密的伏击阵地。
他们埋伏在峡谷两侧，等着日军从五台撤退时一举歼灭同时准备阻击忻州方向的日军增援部队。
在战斗开始不到二十分钟，侦察员就紧急传回情报：
日军109师团在五台到忻州沿线的部队已经开始集结向五台靠近，预计凌晨三点抵达战场。
接到情报后，二纵萧司令果断调整部署，命令部队提前设伏，并让一个加强营悄悄潜入日军后方，在他们行军途中发起袭扰，延缓其增援速度。
果然，当日军的增援部队行至古峪沟时，突然遭到猛烈的伏击。
埋伏在山坡上的八路军战士集中火力打击日军前锋，掷弹筒、轻重机枪、步枪交织成火网，将日军的队伍撕裂开来。
遭到伏击的日军瞬间陷入混乱，而潜入敌后的八路军小分队则趁机袭击日军后勤队伍，切断其补给线。
此前，栗林忠道对同八路军作战早预案。
只要五台遭到攻击，通讯兵就立即向忻州方向的41师团发送电报让其增援。
同时，忻州到五台沿线的联队也立即向五台靠拢。
果然，在得知增援部队受阻的消息，栗林忠道脸色开始变得阴沉。
他深知，如果不能及时打通五台到忻州的通道，五台守军将会被孤立无援，最终被八路军围歼在这里。
于是，栗林忠道果断命令城内部队全力死守，同时组织一支敢死队，试图突围出去与增援部队在西南汇合。