6月12日，太岳军区部队攻占灵石，阎锡山错误地判断徐向前的主力已经转移，仅留下了2个地方部队掩护麦收。于是，决定以其第三十四军军长高倬之，率“闪击兵团”等部共13个团的兵力，由平遥、介休、汾阳等地出发，以所谓“藏伏优势”和“三个老虎爪子”的战术，向心合击高阳镇，企图一口吞掉吕梁军区部队。吕梁军区部队顽强坚守阵地，紧紧地牵制敌人。双方展开了激烈的交战，形成对峙态势，阎锡山为迅速结束战斗，求得初战之利，又增派其“亲自训练”的所谓“亲训师”第七十二师和“亲训”炮兵团前往支援。仗是越打越大，由此晋中战役的帷幕就这样拉开了。
徐向前接到报告之后，知道敌军主力已被诱调出巢，当即命令隐蔽集结在平遥、介休东南山区的第八纵队和第十三纵队突然向祁县、平遥、介休出击，打乱了阎锡山的部署，迫使“闪击兵团”仓促回援同蒲路。
昌源河谷，两侧群峰耸立，是晋东南通往晋中的通道。白晋公路经长治盆地入山，越过沁县北面的分水岭、来远镇，就依着河的东岸前行，沿途只见悬崖峭壁，待到子洪口，才豁然开朗，好一片晋中平原，就在脚下。在这势险路窄、两山峡谷的咽喉之地，阎锡山构筑了星罗棋布的碉堡群，其中最为坚固险要的白狮岭据点，在子洪镇南侧，居高临下，控制着公路的出入口，阎军称其为坚不可破的“金钢岭”。整个要塞区由敌第三十七师严密防守，是从东西山区进入晋中平原的最重要的门户，距盆地中央、同蒲路转折点的祁县，不过15公里。
当敌“闪击兵团”被吸引到汾河西高阳镇地区，受到吕梁军区部队的坚决抗击，正当敌我双方形成对峙的时候，祁县及其南面平遥敌人的守备力量大为空虚。徐向前为减轻吕梁军区部队所受压力，即提前于18日命令第八、第十三两纵队与太岳军区部队，以突然动作，拦腰侧击介休至祁县间东南山口的敌据点，并前出同蒲路东南平川作战，意在诱引敌“闪击兵团”回援，在它回援途中予以包围歼灭。
高踞子洪山头的阎军据点碉堡群，虽然具有很强的防御能力，但徐向前的部队有了临汾攻坚作战的经验，并不难攻取，只是需要消耗一些时间，且影响战役的突然性。考虑到驻防要塞的敌人只会困守，不敢脱离阵地出战，所以，徐向前决定避实就虚，暂时不去夺取。而是令第十三纵队于19日黎明前，乘黑夜绕过白狮岭，直出山下，以第三十七旅、第三十九旅，分别突袭守敌不足一个团的菩萨村和元台沟两个据点，以第三十八旅插至东观镇与子洪镇之间，监视、阻击东观镇敌人的出援。一切部署到位后，6月19日清晨4时30分，战斗突然发起，敌人从睡梦中惊醒，仓促应战。后因山上并无动静，该敌以为是小股游击队的袭扰活动，便没有引起重视，更没组织起有效的抵抗。等到判明是徐向前野战部队主力的奇袭时，顿时惊慌失措、军心动摇。到下午4时许，两处据点都被攻占，守敌全部被歼。初战获胜，敌人的子洪要塞还没有发挥一点作用就被隔断在后，成了一着死棋。与此同时，第八纵队与太岳部队也分别攻占了平遥、介休东南山口的东西泉、段村、洪山等多处要点。吕梁军区等第八分区的部队在汾阳薄弱神堂头地区重创阎军第七十师、毙其师长侯福发。
徐向前指挥主力部队以突然袭击的战法拔掉了敌人诸据点，歼灭了封锁山口的守敌，轻而易举地就打开了晋中敌人的“大门”，即乘猛虎下山之势，出现于平遥、祁县地区，随之作宽正面展开，近迫同蒲路，给敌人造成了严重威胁。北面集团则按计划向忻（县）太（原）、榆（次）太（谷）间破袭攻歼小据点，斩断铁路交通线，有效地牵制着敌军。
阎锡山原以为徐向前因兵力有限，只会沿同蒲路向北逐步推向晋中，绝没有料到徐向前会以避实击虚的战法，置子洪要塞于不顾，且轻取数个据点，大踏步地前进，直奔晋中腹地，更没有料到“金钢岭”的守军，竟然连眼皮底下通过了大部队也没有发现，不仅没能按计划把住大门，甚至没有组织起一点有效的阻滞行动，也没能起到争取时间的作用，使其初战被动。为保证其太原的绝对安全，阎锡山急令“闪击兵团”高倬之回师东“跑”，并令榆次、太谷驻军南下祁县与之靠拢，以防再有新的不测。
20日晨，徐向前得到报告，晋绥方向敌第三十四军已开往介休，为抓住这一战机，立即决定集中第八纵队、太岳部队堵截，以彭、罗主力追击，在运动中求得先歼敌第三十四军主力于平遥、介休地区；令第十三纵队将主力转移至祁县以南、洪善以东地区，切断平、祁间的交通，以彻底隔断南、北、西敌之间的联系。第二十三旅一部当晚攻占了平遥西南的桥头镇，并就地组织防御。至此，徐向前的“口袋”已经布好。
21日晨，阎敌配属给“闪击兵团”的“亲训师”和“亲训炮兵团”以多路纵队，经张兰镇沿同蒲路回撤，进到平遥的大甫村后，钻进了徐向前刚刚设置好的“口袋”之中了。在此预伏的第八纵队和太岳部队采取中间突破和前后夹击的战法，将敌人压缩到铁路西与汾河东之间狭窄的河滩地区与其展开了激战。阎锡山的“亲训师”和“亲训炮兵团”被称为“王牌军”，也是阎锡山的“精神支柱”，其装备精良，训练有素，只是因组建时间只有一年，缺乏实战经验。此次在行军中突然遭到猛烈打击，顿时失去指挥控制，乱作一团，没有组织起有效的反扑，经3个小时激战，大部被歼，少数跟随负伤的师长陈震东逃回平遥。徐向前关于“晋中战役第一阶段作战总结”中说：“此战役敌死伤极大，沿岔路河东岸五里宽地区，每公尺内均有一、二尸体，敌死亡将近三千人，牲口死伤占百分之八十（因敌密集队形运动，被我压于汾河岸开阔地，遭我火力急袭。”徐向前兵团首战告捷，据统计，共歼阎锡山部5400余人，缴获山炮24门、重迫击炮12门。阎锡山苦心经营的最精良、最反动、最顽固的“亲训师”也随之覆灭了，阎军的势力和心理受到极大的打击。
6月22日晚，兵团指挥部用报话机侦听得知，阎锡山的第十九军军部率暂编第四十师及太原“民卫军”由平遥向北开往祁县。徐向前认为这又是一个难得的歼敌于运动之中的战机。为不使敌人发觉我能侦听到其指挥命令这一秘密，并利于今后继续侦听，他向团以上指挥员发出命令：使用报话机，只准收听，不准讲话，任何人不准违反这个规定。同时决定，以第十三纵队主力迅速出动，于洪善车站以北地区实施伏击，以吕梁部队东渡汾河实施堵击。
6月23日早8时，敌第十九军军部及暂编第四十师由平遥进至洪善车站，因接受了“亲训师”被歼的教训，唯恐车站内有埋伏，于是临时动意就地构筑工事，装出组织防御的样子。直至中午，敌离开铁路线分三路转向西北，企图绕路开向祁县。南于汾河水涨，吕梁部队没能及时东渡，敌暂编第四十师一个团及太原“民卫军”乘隙窜入祁县，其余被压缩在北营村内。次日，北营村的敌人拼命抵抗也无济于事，强行突围，被全部歼灭在北营村外野地。祁县敌第三十三军曾出动3个团北援，均被击退。太岳部队乘势攻克张兰镇，将“亲训师”残部及暂编第四十五师“老虎团”歼灭。至此，晋中战役的第一阶段结束。徐向前兵团共歼灭阎锡山部1.7万余人，缴获各种火炮百余门。徐向前在向中央军委报告第一阶段作战情况时，认为取得胜利的主要原因，一是我军发起晋中战役的时机有利。临汾战役后，当敌人遭到失败以后的士气低落，畏惧厌战的情绪正浓，还来不及对晋中战役作出调整部署时，我就乘势发起晋中战役，在战役的部署、准备和行动上都争取了主动。二是主动调动了敌人，以吕梁部队在汾孝地区佯动迷惑敌人，诱阎锡山以其所谓五大主力师全部出动，创造了野战歼敌的条件。就连敌第十九军军部的被俘人员也不得不供认：此次阎锡山集中兵力“闪击”进入汾孝地区的解放军，是因为“侦悉”第八纵队已经横渡黄河，第十三纵队已返回了河北，主力全部转移，只是一个地方纵队沿汾河与同蒲路两侧北上，所以，才用重兵团出动而全力抢粮，结果惨遭失败。可见，徐向前在战前所实施的兵力佯动是起到了欺骗敌人的作用的。三是部队行动秘密、突然，敌事先均未发觉，战斗发起后，敌部署完全错乱，星夜北撤，给了我军以打歼灭战的良机。四是在战斗中我军火力高度集中。
******主席看了这个报告，立即加上批语转发全军。批语说：“我们很需要此种战役总结报告。希望各兵团在每一战役结束后，不论胜负及胜利大小均向军委做一总结报告，以利交流和总结经验。”
眼巴巴盼着“闪击兵团”取得“万有、万胜”好消息的阎锡山，得到的却是“亲训师”及暂编第四十师相继被歼灭的噩耗。远在南京的******，却仍以为我军主力已开往中原、西北、华北和东北战场，山西只是数万的地方部队。所以，鼓励阎锡山要敢于同解放军大胆决战，誓死保卫晋中。在******的蛊惑下，信以为真的阎锡山急令野战军总司令赵承绶和副总司令原全福前出祁县统一指挥作战，率领以原日军官兵为骨干组成的暂编第十总队，于6月23日由榆次进到太谷，向祁县推进。25日，敌第三十三军与第三十四军由祁县、平遥对进，集结洪善镇地区。看到敌人又在增兵，徐向前高兴地说：来了才好！日寇战犯原全福一贯骄傲自大，赵承绶昏愦无能，他根本做不了原全福的主，我们正可以利用敌人指挥官的这些弱点，加上自己的努力，寻找机会把它吃掉！在徐向前看来，敌人能从强固设防的太原城出来，这是求之不得的。现在多一点消灭它，比以后去攻坚破城时再去消灭它肯定容易。所以，让他们来吧，多多益善。