李世鏡團長大喜，忙命令一營固守城門，二營沿著城牆去奪南門，三營和團部直屬部隊則順著西門大街殺進去。西門大街和東門大街是包頭城最主要的兩條主幹道，只要佔領其中一條就能把整座城池切下一半來。很快，第343團就跟之前殺入城內的第341團會師於城中心。
第341團的戰鬥也很精彩。戰鬥打響後，在馬彪團長的親自指揮下，第341團一營、二營，以及團部直屬的戰防炮連迅速向城內縱深推進。這兩個營分工明確，一營負責全力穿插，化整為零，各自為戰，以消滅敵軍有生力量為主；二營則集中兵力直撲綏西屯墾督辦公署大院。據情報顯示，那裡實際上就是日軍在包頭的司令部。
一開始進展非常順利，戰士們一邊衝鋒，一邊狂扔手榴彈，並用自動火器猛烈掃射。日偽軍發現槍彈聲就在附近，也搞不清究竟有多少**殺進城了，頓時嚇得亂成一片。不少小型據點。甚至中型據點的守軍都不敢抵抗，一見**大部隊殺來便嚇得四散逃走。
像第341團一營就白撿了一個大便宜——居然輕鬆搶佔了日軍在包頭的貯備倉庫（歷史上新31師也做到了）。這個倉庫是包頭日軍主要的軍火倉庫，大部分軍火都存放在此地。在戰鬥中不經抵抗地放棄這麼重要的軍事要點，對於日軍來說是極為罕見的，說明日軍騎兵的戰鬥意志確實不如步兵。
不過敵騎兵集團好歹也是受過嚴格訓練的正規部隊，大部分官兵都經受過戰火的考驗。在各級軍官的約束下，慌亂計程車兵們漸漸鎮定下來，不再像蒼蠅似地亂竄。加上日軍之前在城內就修築有很多永備工事，第341團的進攻開始受阻。
第341團一營和二營都是由97軍頭號主力第33旅改編而成的，又有攻打保定的經驗。所以面對這點阻力他們並不畏懼。而且有的是辦法。當然，最簡單有效的還是炮兵“暴力拆解”。
“戰防炮！戰防炮！”
前面一道街壘和碉堡擋住了去路，負責指揮的連長立即向炮兵求援。戰防炮連很快派一個班過來，也就是一門47毫米百祿式戰防炮。
“目標前方敵軍工事。注意了。三發連射！”
轟！轟！轟！三發炮彈轟過。街壘很快被轟得稀爛。戰士們都興奮地大聲歡呼起來，又讓炮兵把那個水泥墩子做的碉堡也一起幹掉。沒想到那個水泥墩子還挺結實的，百祿戰防炮一連轟了四五炮竟然沒能打穿。
就在戰士們感到有些棘手的時候。包頭市民紛紛參戰了。戰後馬彪團長總結說：“包頭市民比重武器還有效！”
跟所有的綏遠百姓一樣，包頭市民也受盡了日寇欺負，早已對他們恨之入骨。別的不說，日寇在包頭各城門設定檢查點，中國人過去必須接受檢查，還要對日本兵鞠躬。其實這就是日軍搶奪的場所，只要中國人稍有不從，或者忘了鞠躬，立即遭受毆打。
更有甚者，日本兵故意藉口查武器對中國婦女搜身，實際尋機猥褻調戲，什麼下流動作都能做得出來。
此時見**打回包頭，包頭市民個個喜出望外，他們冒著炮火送茶送飯，幫助搬運傷員，年輕小夥子甚至拿著土槍土製炸藥，跟著戰士們一同作戰。
加上他們熟悉地形，遇到敵據點就帶著戰士們繞到側後扔炸藥包。小水泥墩子哪受得了這個？這樣一來就輪到日軍措手不及了。在市民的幫助下，將士們愈戰愈勇，很快攻佔一大片城區。一面面青天白日旗在城內升了起來，全城老百姓無不歡欣鼓舞，熱淚奪眶。
仗打到這種程度，想不驚動日軍高層也不可能了。駐蒙軍司令官岡部直三郎中將也接到了包頭遇襲的報告，趕緊發電報詢問騎兵集團長小島吉藏中將是否需要調歸綏（即今呼和浩特）駐軍增援。
按說第34師幾千號人殺進包頭城內，這麼大的聲勢，小島中將早就應該意識到問題的嚴重性了。可這傢伙偏偏死鴨子嘴硬，一口咬定是支那軍小股襲擾（歷史上他就是這麼幹的，估計是怕丟了面子），回絕了援兵。當然，小島中將也不是完全白痴，他命令城內外日偽軍立即收縮到城東南固守，又命令薩拉齊，安北，固陽等地的日軍回援。
駐紮在包頭以北約70公里的固陽騎兵第13聯隊長小原一明大佐，和距包頭約90公里的安北騎兵第14聯隊長小林一男大佐，接到小島吉藏的命令後立即率部向包頭增援。同時出動的還有駐薩拉齊的騎兵第一旅團司令部及其直屬部隊。如果這些部隊能迅速趕到包頭，就能對第34師反包圍。
不過上述部隊離得都比較遠，最先趕來的還是由