中共中央和中央军委对晋东南的形势十分关注。根据毛泽东提出的斗争方针，8月28日指示晋冀鲁豫军区司令员刘伯承、政委邓小平：“集中太行、太岳优势兵力首先歼灭阎伪进入长治军队”。8月31日，再指示刘、邓：“阎部一万六千占我长治周围六城，乃心腹之患，必须坚决彻底全部歼灭之”。
     在作战方法上，中共中央指示：“唯诸城堡坚垒密，需有充分准备，切不可草率，进攻时宜选择一两城，各个击破，不宜同时攻击六城。如攻而不克，可围城打援”。9月4日，中央军委又进一步指示：“在进行上党战役过程中，阎(锡山)如从太原、临汾、平遥来援，待其到适当地域给予歼灭。你们应有此独立的灵活的机动作战准备。”②根据中共中央和军委指示的方针，晋冀鲁豫军区领导将太行、太岳和冀南的部队编为3个纵队，加上地方部队共3万余人，集中到长治作战，并动员5万民兵配合。针对阎军孤军深入和分散守备的弱点和考虑到八路军的战斗实力，刘、邓确定了首先逐次夺取长治外围各城，以主力的大部配置在机动位置，准备在野战中歼灭由长治出援之敌，尔后攻取长治，相机歼灭可能自太原、平遥来援的敌人的作战方针。根据地人民在政治上进行了广泛的动员，其口号是“为保卫胜利果实而战”、“为支援毛主席谈判而战”。
     9月10日上党战役打响，太行纵队首先向屯留之阎军发起攻击；太岳、冀南纵队则隐蔽于长治至屯留之间，准备歼灭长治援兵。但长治出援的阎军很狡猾，与八路军打援部队一接触，即迅速缩回。打援不成，刘邓即改变打法，转入攻打长治周围各城。12日，攻克屯留。17日，攻克潞城，截断了长治与太原、平遥的联系。19日，再克长子、壶关。这样，从9月10日至10月19日，连同襄垣战斗，八路军接连攻取了屯留、潞城、长子、壶关、襄垣5座县城，歼灭阎军7000余人，孤立了长治守军。20日，解放军将长治团团包围，史泽波万余人成为瓮中之鳖。
     史泽波和续汝楫连连向阎锡山告急，失败战报像雪片般飞向太原。阎锡山脸上的笑容消失了。他一方面打电报给史泽波和续汝楫：“上党必守，援军即到，事关重要，务求必胜”，为史、续打气；另一方面命令孙楚连夜召开作战小组会议拟定增援计划。同时，阎还要郭宗汾打电报给重庆，要蒋介石派空军支援。