1945年11月8日，晋绥野战军下辖独立一、二、三旅和三五八旅（旅长王新亭）占据包头城垣外的井坪、东河村、邓家营子、南海子等地。11月9日夜，三五八旅副旅长王尚荣率领的七一六团发动对东城门外的转龙藏进攻。转龙藏寺院在山顶上，东南有玉皇顶是制高点，控制东西要道就能对城垣内街巷看得一清二楚，且有日军当年修筑的坚固工事。
冒着炮火，战士们奋勇攻下转龙藏阵地。敌人不甘心失败，连续发动3次冲锋，激战3天3夜都被打退。晋绥野战军副司令员周士北率七一五团将城垣包围，敌人才龟缩于城内。
包头城垣外，绥蒙军区司令员姚喆率军攻占包头电灯面粉公司、麻池等地，七一四团攻占火车站、烈士祠、原日本国民学校（今包一中校址），独立一旅二团进占鸡毛窑子。
当时，国民党军龟缩在包头城垣内，除南门将其他4个城门全部用装土的麻袋封住，用水浇灌，北方寒冬将麻袋冻成一块，城墙上也冻了一层冰。1945年11月12日，攻城战斗开始，七一五团二营大部分是陕北老红军担任主攻西北门，敌人炮火猛烈无法登城。独立一旅二团炸开西北门，七一五团二、三营迅速进城，一路战士占据西营盘梁，一路战士沿官井梁街向南推进。次日，进城战士因与敌人交战力量悬殊，被迫退出城外。
1945年11月15日，蒋介石派3架飞机到包头为国民党军投下子弹、伪法币。11月23日，中共中央军委指示：如果你们在短时间内，没有把握攻下包头、归绥、是否即将部队撤退到机动位置，相机再定今后计划。因此，贺龙将指挥部从沙尔沁召迁至石拐沟，准备再战。