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八月八日，战役行动命令下达。晋察冀军区主力部队猛攻晋冀交界的要隘-娘子关。晋北军分区的任务是掩护进攻部队的侧翼安全。
一时间，整个山西境内和河北大部烽烟四起、枪炮声隆。在浑源县附近围剿晋北八路军主力的小野二伸得到命令，火速南下增援。晋北军分区派一个营佯攻大同，在大同外围接连拔除了几个据点，目的是牵制小野，使其不能南下。其余主力部队隐蔽在浑源附近，伺机攻取县城。
但小野并没有回援大同，而是率领部队依旧向娘子关方向前进，虽然沿途的游击队进行了阻击、袭扰，但也只是稍稍迟滞了日军的步伐，根本形式未改观。即使小野离开晋北，部队攻取了浑源，也是因小失大，因为晋北军区的主要任务是阻援。
晋北军分区的临时指挥部里，大家都焦急的等待小野回援大同的消息。连柱急得来回溜达，边走边嘀咕：“小野这个老鬼子！真他妈狡猾，愣是不上当！”
王潼也焦急地说：“梦生，我们把主力调到浑河沿岸阻击小野吧！否则鬼子赶到娘子关，晋察冀军区的主力会有危险！我们负不起这个责任的！”
梦生闭着眼睛嘴里叼着烟卷，坐在椅子上不慌不忙地说：“以我们晋北军分区的全部力量也无法有效阻止这两万多日伪军的前进，但是日军蛮可以很快地突破游击队的阻击去娘子关，可他们为什么行动还这么迟缓，两天只前进了不到五十公里？”梦生睁开眼睛，不容置疑，“小野是在试探我们进攻大同的真实意图！如果我们真的要夺取大同他就会迅速回兵！大同对于日军来说既是战略要地又是资源补充地，他们是丢不起大同的！再给他加点压力！命令独立团再增派一个营进攻大同外围据点！主要是破坏大同周边的煤矿！逼这个老鬼子回兵！”
时间又过去了十几个小时，大同外围战斗激烈地进行着。魏小进来报告说，截获大同日军发给小野请求增援的电报。侦察人员报告说小野已经停止了前进，正在观望大同的战局。
梦生笑道：“这个老狐狸忍不住了！马上就要回大同了！如果他只分出部分部队回援大同我们就地歼灭他们！他的力量一分散即使去了娘子关也没有任何实质性帮助！我们的一切作战目的就都实现了！”
其他人都颔首赞同，冯满林却说道：“战场局势瞬息万变，我们要做好两手准备，假如小野被他的上司逼急了，不顾一切地前往娘子关，我们怎么办？”
冯满林的话音未落，魏小冲了进来，伏在梦生耳边轻声说道：“刚刚监听到一个不明电台发报，就在我们附近，发给小野的，电报内容破译出来了，只有两个字‘佯攻’！”
梦生愤怒地猛然站起，双眼陡然露出杀机。旁人没听到魏小的话，不知道发生了什么事，都等着梦生说话。
梦生思索一会儿，说道：“命令！独立团全部和特务团、各县大队、游击队全力进攻大同，申明，这次进攻不是佯攻！以夺取大同为战斗目标！直属团做为预备队，暂时不投入战斗！”
命令下达，众人都惊呆了，王潼急切地问道：“去娘子关增援的小野怎么办？放他们过去？军区主力受到威胁怎么办？正太战役因此失败怎么办？！这些后果你考虑过吗？！”
梦生坚持道：“现在情况有变，原因暂时不能说，出任何问题我自己负责！与你们无关！”
王潼犹豫了一下，拿过作战参谋的命令纪录，飞快地在上面签上了自己的名字，对梦生说：“我相信你做出这个决定是基于战况变化的原因，我也相信你是正确的！但是这个命令是我们集体研究后下达的！不是你的个人决定！”
梦生感激地拍了拍王潼的肩膀，说道：“再多说什么就是忽略我们兄弟间的感情！咱们兄弟就福祸相依吧！”
部队正紧张的部署时，侦察人员报告说小野突然率日军向娘子关方向疾进。梦生知道内部出了奸细，小野收到‘佯攻’两字就明白了晋北八路军的部署，料到晋北八路军没有胆量和实力攻取大同，充其量只能攻占几个县城，等娘子关的战斗结束便再收复回来，就放心地向娘子关增援。
梦生不得不仓促间调整了作战部署，准备跟小野赌一次！晋北军分区的所有抗日武装集中全力猛攻大同，大同附近的日、伪据点被消灭干净，守在城内的日军只有两千人左右，被压缩在大同城中，依靠火力优势暂时阻止了八路军的进攻。八路军因为没有攻坚的重武器所以进展缓慢，但是雅君提供的炸药帮上了忙，将日军的防线炸出了一个巨大的豁口，敌我双方在豁口处进行了激战，日军眼看就要支撑不住。
小野在途中忽闻大同守军报告，八路将要攻入城内，他这才慌了神儿，显然八路军已经弄假成真，目标直指大同。虽然增援娘子关是上司的命令，但自己的主要职责是守住大同，娘子关可以不去增援，可如果大同失守，自己的前途恐怕不妙，自己已经被降职一次了，再有一次，估计离切腹不远了。于是小野率部队又火速原路返回，把重武器和不方便携带的物资集中到浑源，轻装兼程赶往大同。
在大同战场上，双方的焦点已经集中到了豁口争夺战中，梦生获悉小野已经回兵大同，展开队形准备包围进攻的八路军，企图内外夹攻，便暗令部队逐次撤出战斗，以县大队和游击队为主进攻，进攻再次变为佯攻，并把主力暗中调到浑源县附近隐蔽待命。临撤退前，梦生嘱咐县大队和游击队的领导人，要他们务必在鬼子合围前撤出战斗。
小野气势汹汹地杀回大同，而晋北八路军主力已跳到外线，秘密包围了浑源县城。等小野的部队进入大同，浑源已经被八路军攻克。浑源储存的大批日军军用物资全部落入八路军之手，伺小野又出兵浑源，八路军已经安全转移并把县城内的铁杆汉奸和便衣队等汉奸组织铲除干净，魏小又乘机在浑源城内安插了几名情报人员。
小野疲于奔命毫无收获，气得暴跳如雷，又无可奈何地哀叹晋北八路神出鬼没，李梦生更是自己平生一大克星。此时晋察冀军区已经克复娘子关，把红旗插到了娘子关上。
梦生用缴获的山炮组织了一个攻坚营，专门摧毁日伪的碉堡和据点，又把迫击炮和掷弹筒分配到各团，增强战斗力。短短半个月的时间，晋北军分区拔除日、伪据点二百多个；破坏铁路五十余公里，公路三百公里；毙伤日军一千多人，伪军五百多人，俘虏伪军一千多人。
整个正太战役因为各军区的积极参与、配合，使投入的总兵力达到一百零五个团，正太战役遂改称‘百团大战’。