月7日到17日，刘伯承与邓小平连续下达了4个命令，依次让部队攻击屯留、长子、潞城、壶关。
长治外围4城的攻坚战紧张而秩序地进行着。陈锡联、陈赓、谢富治、陈再道，分别指挥太行、太岳、冀南纵队英勇作战。为了克服攻坚战武器装备上的困难，各纵队遵照刘伯承的指示，普遍采用夜战、近战，以避开敌人火力优势。炮兵运用抵近射击，步兵利用长梯爬城，时间许可时还采用坑道作业，运送炸药轰城。这些，大大提高了攻城的效果。12日攻克屯留，17日攻克潞城，19日攻克长子、壶关。在攻击屯留时，长治守敌曾出动6000余人救援，因害怕被歼，与打援部队刚一接触即仓惶回缩。以后3城被攻，长治守敌始终不敢迈出一步。
刘伯承见战役第一阶段的目标已经实现，就立即部署第二阶段作战。20日，他与邓小平发布第五号作战命令，指示部队“以勇猛、速决之作战夺取长治城，最后歼灭侵入上党区之敌。”部署上由城东、南、西3面同时攻击，同时放开北关至城东北角，引诱敌军外窜，而于野战中坚决予以歼灭。随后，他们将指挥所移至长治南郊北天河，直接指挥攻城战斗。
3个纵队主力齐集长治城下，按照分工分别向东、南、西3个方向攻击。
长治是上党地区的首府，是过去日军设防的重点，城高壕深，工事坚固。守敌万余人是阎军主力，因一直龟缩不出未有损耗，装备也较齐全。这时天气也变得很不利，阴雨连绵，道路泥泞，城墙湿滑。这些都给攻城带来了困难。
刘伯承十分了解和体谅部队的处境。当天，他特地致电各纵队，指示他们备足梯子、跳板等登城器材，必要时用煤油、汽油火攻，要求战士、民兵多带镐头以便挖掘城墙和交通沟，并强调要“多方研究敌方守城战法准备对策，尤应准备打击其逆袭”。21日，他来到冀南纵队，检查指导攻城部署。因为他知道，冀南部队长期从事分散性的平原游击战争，对城市攻坚战更为生疏一些。经过刘伯承的帮助指导，各部队普遍重视了攻城的技术和战术，有组织地向城垣展开了连续的攻击。至24日，攻克北关等城关据点多处。
27日，刘伯承与邓小平下达第六号作战命令，专门对各部队协同动作、炮火准备、城墙爆破、登城后的纵深战斗及后梯队使用等有关战术问题作了具体规定，以进一步加强攻城的指导。
这时，刘伯承通过内线获悉，阎锡山拟派重兵增援长治，3个师约7000人已到沁县，其先头部队分两股伸向夏店和南里村。刘伯承当机立断，决心以攻城打援的战法，在野战中歼灭援敌。28日，他与邓小平发出第七号命令，作了攻城打援的具体部署。令陈再道指挥冀南纵队和太行、太岳围城部队伪装主力，继续佯攻长治，以吸敌来援，并准备打击长治突围之敌；令陈锡联、陈赓率太行、太岳纵队主力北上打援，结合监视白晋路的第十七师等部队，设伏于白晋路虒亭以南的常垄上村镇一带。
从29日起，刘伯承与邓小平的指挥所又一再前移，以掌握部队的行动。
援敌指挥官第七集团军副总司令彭毓斌预定沿白晋路前进。阎锡山唯恐长治失守，连电催促彭毓斌急进。彭毓斌只得临时决定走捷径，在虒亭率部渡过漳河，改沿虒亭、屯留间大道开进。
30日，刘伯承得报援敌已脱离白晋路改道，立即变更部署，令打援主力依次向虒屯大道两侧转移，并增派第十七师尾敌前进。10月21日，打援主力与敌预期遭遇在屯留西北王家渠、白龙坡至井道上一线。按计划一部正面诱敌继续前进，主力向敌两侧展开迂回，第十七师山敌后向南展开攻击，将援敌合围于老爷岭、西窳、磨盘垴至榆林镇地区。
一连几天，彭毓斌并未察觉刘伯承已置重点于打援，还是一味严令部队火速南进。等到发现破围，为时已晚，只得下令部队就地构筑工事转入防御。
刘伯承下令力求割裂敌人，各个歼灭。激战数昼夜，歼灭部分敌人，敌被迫收缩阵地，最后猬集磨盘垴、老爷岭地区，缺水、缺粮、疲惫不堪。
此时，刘伯承发现原先情报不确，援敌不只3个师7000余人，而是第七集团军副总司令彭毓斌率第二十三、八十三军及省防军等8个帅、两个重炮团，共2万余人。为了加强兵力优势，决定冀南纵队也北上投入打援。刘伯承在电话里跟陈再道说：“长治这块骨头先不啃它，咱们先吃掉眼前这块肥肉。陈赓在老爷岭，陈锡联在磨盘垴已经按住了敌人的两条大腿，你赶快从中间大道往北插，掏敌人的卵子。援敌已陷入我四面包围，很快要发动总攻，你尽快准备出击。”
为避免敌人作困兽斗，故意在北面给敌人留了一个缺口。10月15日，左翼部队攻克老爷岭主峰。援敌在火力打击和政治攻势下，不少士兵纷纷放下武器。
当夜阎军向北突围，迂回部队已先敌占领了虒亭以北之土落村一带高地，截断了敌军退路。刘伯承指挥主力部队从两侧展开平行追击，敌溃不成军。至6日，除2000余人逃脱外，悉被歼灭。彭毓斌被击毙，数十名高级军官就擒。至此，战役攻城打援的第二阶段胜利结束。
长治守敌待援无望，向西突围，企图横穿太岳解放区，逃回浮山、翼城。
战役转入追歼逃敌的第三阶段。刘伯承除以围城部队跟踪追击外，又令太岳纵队从虒亭日夜兼程，直出沁河两岸的马壁、桃川地区，控制沁河，进行兜击。经太岳军区人民武装沿途截击，各追击部队密切协同作战，10月12日，在沁河以东的将军岭、桃川地区，把逃窜的阎军第十九军全歼。军长史泽波被俘。
此役，阎锡山的13个师3。8万人，除逃散3000人外，全部被歼。生俘了3。1万人，缴获山炮24门，轻重机枪2000余挺，长短枪1。6万余支。这一巨大胜利，给进犯的国民党军以迎头痛击，鼓舞了解放区军民打败蒋军的信心，加强了中共在重庆谈判中的地位。晋冀鲁豫军区部队的兵员装备也得到补充，战斗力有了明显提高，从而加速了向正规兵团前进的步伐。
第二节邯郸胜算
1945年10月10日，上党战役尚未结束，刘伯承与邓小平率晋冀鲁豫军区指挥所回到赤岸，着手组织即将发动的平汉战役。几天后，他们又移到离邯郸不远的峰峰矿区。
制止和迟滞华北国民党军北上集结，不让他们及早投入东北战场，是当时中共中央“向北发展，向南防御”战略方针中极其重要的一环。中共中央要求晋冀鲁豫军区歼击沿平汉路北进的国民党军主力，以挫败蒋介石的战略计划。
刘伯承十分清楚平汉路这一仗的重要意义。上党战役发动前，8月29日他给中央军委的电报中，就提出在上党战役结束后，“拟将太行、冀南主力转向平汉线，结合冀鲁豫主力及太行七、八分区部队控制平汉线更长一段，扫清伪军，相机夺取新乡或迎击蒋军北上部队”。10月10日回到赤岸的当天，他与邓小平向晋冀鲁豫军区第一、二纵队下达了关于平汉路作战的部署，开始了战役的具体行动。早在这三天前，他们已将冀鲁豫军区主力部队和晋南、太行、太岳各纵队依次编为第一、二、三、四纵队，每纵队约1。2至1。5万人，进一步加强了野战兵团的力量。在10日的部署中，刘伯承与邓小平指示“为适时组织平汉战役”，所有平汉路沿线部队应打破区域界限，实行统一指挥。同时命令部队控制邯郸南北的汤阴和临洺关一带，以“准备在漳河北消灭敌人”。他们还告诫冀鲁豫、冀南军区“应放松次要方向，抽出大军使用于平汉线有决定意义的方向，不可处处顾虑，兵力分散，到处无力”。
由此可见，他们已决心集中主要兵力于主要方向，在预设战场歼灭沿平汉路北进的国民党军。
把战场预设在漳河以北、邯郸以南地区，刘伯承是经过了周密考虑的。
这里西有太行山作屏障，东面是漳河和滏阳河两水之间的河套地带，地势平坦，土质多沙，除村落外，敌人难以构筑有效的防御工事。这里又是太行、冀南、冀鲁豫3块根据地的交汇之处，战前便于3区主力向心开进，战中利于地方武装和民兵支援配合，后勤供应和战场准备工作也易于在根据地内就近筹划。从敌我斗争态势看，这里还是阻扼国民党军的最后防线，如果让他们顺利越过邯郸，与石家庄方面的敌人会合，晋冀鲁豫军区部队将难于完成堵击任务。
为了创造更好的战场条件，刘伯承先期已派第二纵队等部队攻占了邯郸、临漳、临洺关等城镇，控制了若干要点。同时指示他们结合地方武装和人民群众夺占铁路两侧的敌军据点，肃清铁路沿线的敌人，平毁岗楼、碉堡，拆除敌军可能利用的村围寨墙，破坏其通行的道路，在敌军可能进入的地区坚壁清野，堵塞水井。尽可能增加敌军的困难，为己方军队行动创造便利条件。
10月16日，刘伯承与邓小平下达了平汉战役的基本命令，并扼要报告了中共中央军委。这时候，北犯华北的国民党军正沿同蒲、平汉、津浦铁路3路并进，深入到了华北的腹地。中路平汉路的敌军分为两个梯队行动。第一梯队第四十、三十军和新编第八军及河北民军一部已进到新乡以北，先头到达汤阴。第二梯队第三十二、八十五军等已到新乡一线。刘伯承、邓小平在基本命令中提出，集中冀鲁豫、冀南、太行主力，歼击上述敌军第一梯队。
规定参战部队区分为路东军和路两军，以第一纵队及冀鲁豫军区部队为路东军，以第二纵队、第三纵队及冀南、太行军区部队为路西军，对敌实施东西钳击。另以太行军区第七分区3个团组成独立支队，负责骚扰敌人，待战役开始后控制漳河渡口，切断后续敌军的通路。命令还规定了各个部队的具体任务、开进要求及后勤、通信联络等。
中共中央军委、毛泽东十分赞赏刘伯承、邓小平的计划，第二天即来电指示“由刘伯承、邓小平亲临指挥，精密组织各个战斗，取得第二个上党战役的胜利。”
平汉战役将在野战条件下与国民党正规军作战，平原村落战斗是可以预计到的主要作战方式。刘伯承了解部队在上党战捷后士气高昂，武器装备通过缴获补充也已大大改善，最为欠缺的仍是战术问题。10月17日，即平汉战役基本命令下达的次日，他发出了《关于平汉战役战术上某些问题的指示》。这个指示，针对交战敌军装备优越，善于阵地战；斗志不坚，不善于运动战，害怕夜战、白刃战等特点，提出了关于野战特别是村落战的作战原则及方法。其中最突出的是提出了兵力运用的原则：“攻弱则强者也弱，攻强则弱者也强”，即以少数兵力钳制其他方面，借此腾出数量多、质量高的部队，攻击敌人最弱的地方，得手后以破竹之势扩展战果。对平原村落实施进攻，要求在指挥中应隐蔽接敌，突然攻击，求得一举突破。如不可能，即应注意纵深部署，设法破坏障碍物与工事，进行有组织的攻击。在突破的队形上，要求采用有重点的多路攻击，以分散敌人的兵力、火力，求得至少有两处突破，然后对敌纵深钳击，并要作反复突击和持续突击的准备。在突击点的选择上