裝甲部隊湧來時，戰鬥的意志徹底瓦解了，向太原城裡狂奔逃竄，來不及跑的只好龜縮在戰壕裡，渾身顫抖地接受噪音和塵土的折磨。誰說日本兵戰鬥意志強不後退？此時，同偽軍一樣只恨爹媽少生了兩條腿，沒命地逃竄。在太原外圍早就領教了我軍的火力和單兵素質，同他們曾經面對的其他中國軍隊決不一樣，徹底壓倒了所謂的武士道精神，剩下的只有恐懼和自卑了，還有什麼勇氣不逃跑呢？
我軍攻進太原城裡，發現日軍主力已經逃跑，基本沒有像樣的抵抗，立即向指揮部張文革司令員報告。我軍士兵躍出裝甲運兵車追擊殘敵，佔領倉庫、工廠、車站，後續部隊源源不斷地湧進太原。張文革司令員立即向基地戰邪司令員報告，趁天還沒有亮，基地派出5架武裝直升機攻擊逃跑的日軍，以減輕北面部隊的壓力。
板垣第5師團北逃的火車，一路上不斷有小股日軍加入，達到了30000之眾。板垣在臨時的指揮車廂裡，看著地圖盤算著下一步計劃。以他的性格，這樣在###軍的追擊下逃跑，實在難以容忍，自侵華戰爭爆發以來，能征善戰的大日本皇軍哪裡受過這樣的窩囊氣？以現在的30000餘兵力，在一個適當的地方給###軍一個強有力的反擊，然後收復大同，再會同歸綏方面的友軍重新佔領太原，否則，這輩子的軍旅生涯和榮譽算是完了。突然，傳來陣陣劇烈的爆炸聲，車廂劇烈地搖晃起來，一個參謀跌跌撞撞地推門進來，“報告師團長，空襲！”，“空襲？胡說！###軍哪來的飛機……”，板垣的話沒說完，就看到車廂內的所有物品都向一邊滑去，自己的身體也不由自主地撲向車廂的壁板，霎時大腦一片空白失去了知覺。
基地派出的5架武裝直升機發射火箭擊毀了機車，又將所有彈藥傾瀉向翻下路基的列車，在大量殺傷敵人有生力量後迅速返回。日軍損失慘重，人員傷亡接近半數，黑暗中，剩餘的日軍在軍官們的組織下，放棄救治傷員，徒步沿鐵路線向北逃去。
張文革司令員命令已經進入太原的裝甲部隊，立即集結補充油料彈藥，沿鐵路向北快速追擊。天亮時裝甲部隊趕到被擊毀的列車處，留下2輛坦克和10輛裝甲運兵車清理現場，其餘的戰車繼續向北追擊。令人驚喜的是，板垣徵四郎居然還活著，車翻被撞昏後，由於天黑以及日軍慌亂忙於北逃，沒有被及時搜救，醒來後看到的是一個陌生的軍隊。當他知道就是這支中國軍隊使他的幾萬人馬遭到滅頂之災後，深知自己罪孽深重，另外，帝國軍人的榮譽感決不受被俘之辱，使他想立即自殺，但是未遂。戰邪司令員接到報告大喜，這個頭號戰犯，屠殺中國人民的劊子手落入法網，對日軍計程車氣該是多麼大的打擊啊！於是顧不上保密，派了一架黑鷹直升機將板垣押解回基地。
剩餘北逃的萬餘名日軍，一夜驚魂，又累又餓，到了上田附近想休息一下，沒想到一陣鋪天蓋地的炮火砸了下來，鬼子死傷累累。但是，求生的本能戰勝了疲勞和飢餓，意識到處境險惡的日軍，開始了最後的瘋狂。由於大型火炮基本全部丟失，只好集中小型炮火，發起更大規模的集團衝鋒，在我軍防線上的一個點上，最多時竟然2000餘人冒著我軍密集的炮火同時衝鋒。要說這小日本鬼子真是有點精神，居然一度佔領了上田車站，但是，畢竟是疲勞之師，缺少重武器，彈藥不足，只憑武士道和求生的本能又能堅持多久呢？要知道，物質產生精神，沒有物質，精神必然消滅。在我軍猛烈的炮火轟擊下，14輛97式坦克全部出動，很快奪回了車站。極度的疲勞、飢餓、絕望，加上殘酷的血與火的攔阻，日軍的鬥志逐漸衰退，山本旅團長是倖存的最高指揮官，看著不到三千人的部隊和遍地傷兵，知道歸綏肯定去不成了，為了儲存一點第5師團的種子，決定分散行動，越過太行山，能出去幾個算幾個，把山西發生的一切向華北方面軍司令部報告。當我軍裝甲部隊趕到時，日軍以作鳥獸散了，多則十幾人，少則三五人潛向太行山，至此，日軍第5師團作為王牌戰鬥部隊已不復存在了，軍旗最後也被我軍從擊斃的山本旅團長身上搜出。這股殘餘的日軍，不僅遭到我軍的追殺，也遭到其他各色武裝包括土匪的襲擊，最後走出太行山到達北平的倖存者，不足百人。日本朝日新聞後來發表評論哀嘆，稱之為“帝國有史以來最悲慘的災難”。殊不知，這僅僅是開始，還有更大的災難將降臨到侵略者的頭上。
第5師團覆滅後，我軍又向南橫掃第20師團主力，肅清各個小據點的日偽軍，以至打到臨汾附近，同國民黨第二戰區的部隊相望時才停下來。我軍已經擁有了大半個山西，另一半要靠政