参战部队采取严密伪装办法，行军时，车、马、人全部披上白布，借着茫茫白雪作掩护，悄悄向百灵庙附近集结。

　　为了提高部队行军速度，各连队都组织了扫雪队，一人一把木锹，在大部队前面铲雪开路，这样，人不声，马不嘶，悄悄向百灵庙附近集结。

　　11月23日深夜，参战部队全部进入攻击位置。

　　此时，百灵庙内的日伪军，竟一点也没有发现抗日部队。

　　23日夜11时，在总指挥，骑兵第二师师长孙长胜，副总指挥，211旅旅长孙兰峰的指挥下，突然向百灵庙之敌发起猛攻。

　　由于傅作义的军队行动神速，敌人事先毫无防备，战斗开始时进展比较顺利，部队迅速插到了敌人的前沿阵地。

　　但半小时后，敌人组织起了有效的防御，战斗非常激烈。

　　当正面攻击部队向敌纵深推进时，日伪军集中全部火力，拼死阻击抗日将士的突击。

　　百灵庙女儿山上，几十挺轻重机枪交织成火网，三四个小时中，傅作义的攻击部队无法前进一步。

　　傅作义将军在电话中，听了总指挥孙长胜的汇报以后，果断命令山炮营，推进到百灵庙南山大道以东的高地附近，向女儿山敌人实施摧毁性炮击，掩护装甲部队和步兵进攻，而后延伸射程，向庙内固守之敌猛烈射击。

　　同时，傅作义又命令韩天春营长指挥装甲车队，并配以6辆汽车，强行向百灵庙东南山口冲击。

　　装甲车驾驶员英勇冲击，为战友们杀开一条血路。

　　预备队连长张振基，在此时不顾一切跳下装甲汽车，指挥全连以肉体争山头，最终以损失三分之一兵力的代价，夺下山头阵地。

　　张振基连夺下山头高地的胜利，使敌人当即乱了阵势。

　　各路攻击部队乘势突进，奋勇队杨天柱连，最先突破庙前缺口，将庙内前院和后院之敌，分割开来进行消灭，同时，孙长胜的骑兵部队也攻克了北山，控制了飞机场，切断了敌人的后路。

　　庙内敌人惊慌失措，伪蒙军20多人，立即调转枪口，向日军指挥官开火。

　　日军指挥官胜岛角芳和伪蒙军骑7师师长穆克登宝，见大势已去，落荒而逃。

　　11月24日，9时30分，抗日将士全歼日伪军，胜利收复百灵庙。

　　日军自百灵庙惨败后，逃到锡拉本伦庙的胜岛冉芳，不甘心失败，又和蒙伪军副司令雷中田，率日伪军4000余人，乘汽车100多辆，于12月2日晚向百灵庙反攻。

　　傅作义命令孙兰峰率全旅前往坚守。

　　当哨兵报告，夜幕下距百灵庙2公里处，发现大片“羊群”时，孙兰峰判定是敌人利用夜间前来偷袭。

　　孙兰峰当即命令部队进入阵地，一面集中炮火向伪装成羊群的敌人迎头痛击，一面组织奋勇队，反穿皮袄，也装成“羊群”，

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