9月20日，華北兵團占領涿縣、房山、固安，從南面包圍了北平。
東線，東北兵團的進攻同樣勢如破竹。
陳大將指揮第八、第九、第十集團軍，以及獨立重炮第一、第二旅，獨立步兵第二十、第二十一旅，從青縣向北全線出擊。
日軍第110師團在津浦線上防禦，但面對東北兵團強大的火力優勢，很快就支撐不住。
獨立重炮第一旅的48門155mm榴彈炮和36門152mm加榴炮集中轟擊日軍前沿陣地。BM-13火箭炮營的24輛火箭炮車一次齊射就發射了384枚132mm火箭彈，覆蓋了整個日軍防禦區域。
火箭彈拖著長長的尾焰劃破天空，落在地面時產生密集的爆炸。那景象壯觀而恐怖，整個大地都在顫抖，硝煙遮天蔽日。
日軍的防禦工事在這種飽和火力下土崩瓦解。許多士兵被炸死炸傷，倖存者也被震得神志不清。
第八集團軍的步兵趁機發起衝鋒，迅速突破了日軍前沿陣地。
更讓日軍絕望的是，天空中再次出現了華北軍區的戰機。
菏澤航空隊和濮陽航空隊的P-39戰鬥機輪番對日軍陣地進行掃射和轟炸。沒有了空軍掩護的日軍只能被動挨打，任何試圖集結反擊的部隊都會立刻遭到空中打擊。
第110師團長桑木崇明中將多次向方面軍請求支援，但得到的答覆永遠都是「無法提供支援」。
9月20日，東北兵團肅清了靜海、霸縣的全部外圍據點，逼近天津南郊。
工兵部隊在靜海搶修出一座前進機場。當天下午，第一批P-39戰鬥機和B-17B轟炸機就進駐了這座機場。
從靜海機場起飛，戰機可以在二十分鐘內抵達天津上空，可以在半小時內飛抵渤海灣。
這意味著，天津海面上的任何日軍艦船都將面臨空中打擊。
宋明遠的命令很清楚：用空軍封鎖渤海灣，切斷天津日軍從海上撤退或獲得增援的可能。
9月22日，北平已經被包圍。
西北兵團從西、北兩個方向合圍，控制了燕山和太行山的制高點，居高臨下俯視北平。
華北兵團從南面逼近，第一集團軍和第二集團軍已經抵達北平城外十公里的地方，炮兵開始構建發射陣地。
東北兵團從東南方向壓迫天津，第110師團被壓縮在天津城區，無法增援北平。
日軍第27師團困守北平，身後只有通古鐵路一條退路。
日軍第110師團被困天津，身後只有北寧鐵路一條退路。
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這是彭帥故意留下的「生路」。
之前，有人問：「為什麼不徹底包圍，全殲這兩個師團？」
彭帥解釋道：「如果徹底封死退路，日軍困獸猶鬥，一定會拿北平、天津的百姓泄憤。留下一條生路，讓他們心存希望，就不會對百姓大開殺戒。」
「而且，」宋明遠補充道，「他們撤離城市，在野外反而更好消滅。我們的機械化部隊在野外作戰有絕對優勢。」
「所以，」彭帥最後說，「我們的策略是圍三闕一，把敵人從城裡趕出來，然後在野戰中消滅他們。」
......
9月15日，蘇北。
南路集群的進攻同樣在拂曉時分打響。
第五集團軍在展書堂的指揮下，從響水口、沭陽、宿遷等地同時南下。
獨八旅、獨九旅、獨十旅、獨十一旅，四個步兵旅在第五炮兵旅和第五防空旅的掩護下，分四路發起進攻。
第五炮兵旅的72門火炮向日軍前沿陣地猛烈轟擊。105mm榴彈炮和150mm榴彈炮發射的炮彈將日軍的防禦工事一一摧毀。BM-13火箭炮營的24輛火箭炮車進行了一輪齊射，384枚火箭彈覆蓋了日軍防禦縱深。
爆炸聲震耳欲聾，火光映紅了半邊天。
日軍第17師團的陣地在這種火力下搖搖欲墜。士兵們躲在戰壕和掩體裡，雙手抱頭，祈禱炮彈不要落在自己頭上。
但炮彈偏偏就像是長了眼睛一樣，專門往重要的火力點和指揮所砸。
日軍的機槍掩體被一發150mm榴彈直接命中，掩體被炸得四分五裂，機槍和射手一起飛上了天。
聯隊指揮部被三發105mm榴彈連續命中，整個指揮部坍塌，聯隊長重傷，參謀長當場被炸死。
炮擊結束後，第五集團軍的步兵發起衝鋒。
日軍試圖組織反擊，但很快發現這是徒勞的。第五集團軍的步兵裝備了大量突擊槍，在近距離交戰中火力兇猛。MG34重機槍提供持續火力壓制，81mm迫擊炮和120mm迫擊炮則負責打擊日軍的火力點。
最讓日軍頭疼的是，第五集團軍的每個旅都配屬了裝甲營。
三號坦克隆隆駛過開闊地，37mm坦克炮不斷向日軍陣地開火。坦克的裝甲足以抵擋日軍的輕重機槍，甚至是步兵炮的射擊。
日軍士兵用手雷和燃燒瓶試圖摧毀坦克，但跟進的裝甲擲彈兵用Sd.Kfz.221裝甲車上的機槍將這些敢死隊一一擊倒。
在裝甲部隊的掩護下，步兵的推進速度極快。
9月16日，第五集團軍攻占漣水。
9月17日，攻克淮陰。
9月18日，占領泗陽、靈璧。
9月19日，鹽城被攻占。
9月20日，懷安也被拿下。
第七集團軍的進攻同樣順利。
王甫指揮獨十六旅、獨十七旅、獨十八旅、獨十九旅，以及第七炮兵旅、第七防空旅、第七裝甲旅、第七輜重旅，沿徐州南下。
第七集團軍首先攻擊的是宿縣。這裡駐紮著日軍第17師團的一個聯隊和偽軍一個團。
第七炮兵旅的炮火準備極其充分。旅長范俠親自在前沿觀察所指揮，他通過炮兵觀察鏡仔細搜索日軍的防禦工事，然後指揮炮兵逐一摧毀。
「目標，城牆上的機槍掩體，三發急速射！」
六門150mm榴彈炮同時開火，炮彈精準地砸在城牆上。第一發炮彈打在掩體前方，炸塌了一段城牆。第二發炮彈命中掩體左側，將掩體炸開一個缺口。第三發炮彈直接鑽進掩體內部爆炸，將裡面的機槍和射手一起炸得粉碎。
「目標，城門樓，一發混凝土破壞彈！」
一發152mm加榴炮發射的混凝土破壞彈呼嘯著飛向城門樓。炮彈穿透了城門樓的牆壁，在內部爆炸。整個城門樓被炸得崩塌下來，堵住了城門口。
炮擊持續了兩個小時，宿縣城的防禦工事被基本摧毀。
隨後，第七集團軍的步兵在裝甲部隊掩護下發起總攻。