下午四點，戰場的態勢已經非常明朗。
日軍被壓縮在大同以南的狹長地帶內，三面被圍——南面是平西兵團快速支隊，東面是八路軍328旅、獨立1旅，西面是獨立2旅、獨立5旅。
梅津美治郎知道，不能再拖下去了。
「命令，第20師團、第108師團所有殘部，全部投入進攻。」梅津美治郎的聲音嘶啞，「不惜一切代價，必須在天黑前突破八路軍的防線。」
「軍長，這樣我們的側翼和後衛就完全沒有掩護了。」橋本群提醒道。
「不管了！」梅津美治郎吼道，「現在不是計較傷亡的時候！如果今晚之前還不能突破，等平西兵團主力趕到，我們全部都要死在這裡！」
日軍發動了最後一次，也是最瘋狂的一次進攻。
所有還能戰鬥的步兵，所有還能開火的火炮，所有還能動的坦克，全部壓向北面359旅的陣地。
炮彈像雨點一樣傾瀉在八路軍陣地上。土石橫飛，戰壕被炸塌，掩體被夷平。
359旅的戰士們死傷慘重，但依然頑強抵抗。子彈打光了就用刺刀，刺刀折斷了就用槍托，槍托砸爛了就用石頭、用拳頭。
一個連的陣地被日軍突破，連長帶著最後幾名戰士拉響手榴彈，與衝上來的日軍同歸於盡。
王旅長的眼睛紅了。他拿起一支步槍，對指揮所里的參謀和警衛員說：「都跟我上！」
這位八路軍中最勇猛的旅長，親自帶著最後的預備隊衝上了陣地。
刺刀見紅，血肉橫飛。
但日軍的數量實在太多，攻勢實在太猛。
天黑前，359旅、決死二縱、決死四縱的防線終於被日軍撕開了一個缺口。
「突出來了！」梅津美治郎接到報告，幾乎癱坐在地上，「快，全軍向缺口方向突圍！」
殘餘的日軍部隊爭先恐後地從缺口湧出。
......
四月二十九日傍晚，紅霞滿天。
日軍第一軍主力終於衝出了包圍圈，但已經付出了極其慘重的代價。
從太原撤退時的六萬兩千餘人，一路上被飛機轟炸、被八路軍阻擊、被快速支隊追擊，到衝出包圍時，只剩下三萬餘人。加上第26師團接應時損失的數千人，日軍在整個撤退過程中傷亡超過四萬。
而衝出包圍的日軍也不敢在大同停留，因為平西兵團的主力正在快速逼近。
梅津美治郎下令，全軍繼續向張家口撤退，黑田重德也放棄了大同，帶領第26師團殘部充當後衛部隊。
八路軍120師和平西兵團快速支隊連夜追擊，又殲滅了第26師團兩千餘人。
五月三日，平西兵團快速支隊和八路軍329旅攻占天鎮。
至此，山西全境光復。
日軍山西第一軍、第26師團總兵力約十四萬人，最後只有四萬餘人安全退出山西。傷亡近十萬人，基本上等同於全軍覆沒。
......
五月四日，八路軍總部明碼通電全國。
「八路軍聯合冀魯豫戰區平西兵團，鏖戰一月，山西全境光復。斃傷日軍約十萬人，繳獲無數。」
這個消息一出，舉國沸騰。
重慶、成都、昆明、西安、延安……各大城市的街頭都舉行了慶祝遊行。學生們舉著旗幟，高呼口號。報童在街上飛奔，報紙被一搶而空。
「山西大捷！殲敵十萬！」
「八路軍與冀魯豫戰區聯合作戰，光復山西全境！」
社會各界紛紛組織捐助。海外華僑也踴躍捐款，支援抗戰。
但重慶的國府高層卻是另一番心情。
大隊長在官邸里看著戰報，面色陰沉。
「山西是光復了，但閻百川的地盤，現在被八路軍占了一半。」大隊長敲著桌子，「八路軍各部全部使用了蘇式武器，參戰兵力超過二十萬。這又是一大心腹之患啊。」
戴立站在一旁，低聲說：「委座，山西的晉綏軍、中央軍以及我們軍統潛伏人員都傳回消息，確認八路軍已經今非昔比。他們現在有飛機、有大炮，裝備甚至比我們中央軍的主力還要好。」
大隊長沉默許久，最後只說了一句：「繼續監視。」
而在另一邊，日軍大本營則發動了輿論戰。
他們先是否認了十萬傷亡，宣稱傷亡不過三四萬人。然後又大肆宣揚「山西是日本為追求大東亞共榮而主動讓出去的」，試圖掩飾慘敗的事實。
但無論怎麼掩飾，山西會戰的慘敗都是不爭的事實。
......
就在外界紛紛擾擾之時，平西兵團開始有序撤出山西。
八路軍、晉綏軍、中央軍，三家分晉格局達成。
而晉綏軍和中央軍又以鄉寧——襄汾——浮山——沁水——高平——壺關為界，界南為中央軍，界北為晉綏軍。
八路軍占領了山西北部的大片地區，並且擁有了太原這座工業城市。雖然工廠被日軍嚴重破壞，但基礎還在，假以時日定能恢復生產。
平西兵團在撤離時，帶走了一百多名八路軍支援的軍政人才。
這些人大多是旅級、軍區級的軍政骨幹，有豐富的戰鬥經驗和政治工作經驗。他們將充實到冀魯豫戰區的各部隊中，大大增強部隊的凝聚力和戰鬥力。
......
5月15日，邢台。
姚中英快步走進平西軍團臨時司令部，手裡捏著一份剛譯出的電報。
「彭副司令，宋司令電報。」姚中英將電報遞給身旁的彭雪峰。
彭雪峰接過電報仔細看了一遍，內容大致是解散平西兵團，第五集團軍劃入豫北軍區，駐守正定、石家莊、邢台一線；寧陵航空隊、虞城航空隊劃入豫北軍區，寧陵航空隊駐新鄉機場，改名新鄉航空隊，虞城航空隊駐邯鄲機場，改名為邯鄲航空隊；第四集團軍暫時駐紮在濮陽，命令自己和姚參謀長攜兵團司令部人員返回商丘。
「按宋司令的命令執行吧！」
「是！」