1948年7月21日，蒋介石乘坐“美龄”号赶到太原。
阎锡山和蒋介石在机场见面后，双方惆怅的样子，一看便知，不光太原，整个中国都已成残局。他们的脸色阴沉沉，没有说几句话，便一同乘车驰回绥靖公署大院。
在正楼二层会议室，蒋介石听取了阎锡山的参谋长郭宗汾关于晋中战役及“保卫太原”的汇报，并与阎进行了长时间的密谈。
孙楚、王靖国也参加了密谈，蒋答应阎的要求，准备增兵、运粮、运军火。阎走出会议室时，脸上愁意一扫，把蒋引进准备好了的由高级将领及省参议会负责人参加的会议厅。
蒋发表了简短的演说：“……太原的局势不要紧，我一定尽最大力量，援救太原。”训话前，阎锡山曾对蒋介石说太原已成孤城，人们最忧虑的是能否守得住。
蒋介石训话时还说：“太原的局势比山东的济南和东北的沈阳、长春要好得多，现在的东北局面还有办法，太原一定更有办法了。”
蒋介石在太原短暂逗留四五个小时，午后便飞走了。蒋介石对此次太原之行感到满意，他在返回的飞机上，对徐永昌、贾景德说：“阎锡山终于和我又在一条战线上了。”
不久以后，阎锡山又通过多种关系，与美国陈纳德航空队达成协议，每日平均有30架飞机往返两次，把蒋介石支援的枪支、粮食，由南京、青岛、北平运来太原。
蒋介石回南京后，立即派第30军军长黄樵松及第30师师长戴炳南等率部陆续于9月中旬自西安空运太原增援。
同时，阎锡山重视人的作用。
经过晋中战役，阎锡山只剩下5个师和一个总队的兵力，加上后来拼凑起来有8个师和两个总队及蒋介石从西安空运来的胡宗南的整编第30师，总兵力也只有12万人。
因此，阎锡山知道要保住太原，就必须采取措施，阎锡山提出“总体战”的方针。梁化之特写一篇《总体战简介》，其中说：“战争是一切力量的总决赛，其胜败以能否组织运用全力为关键，这是近代兵学家一致所公认的天经地义。勘乱军兴以来，政府为早日救平匪患，故一再号召实行总体战，其含意不独是军事剿匪，而尤重要于政治与经济的勘乱；不独是前方兵力的角斗，而尤着重于后方全体民众的组训与运用。进一步讲，保卫太原，希望大家拿出最大的奋斗精神，服从阎主任的统一领导，与共产党战斗只是政治经济与军事的配合，亦不单只是后方的配合；而是要把军事政治经济合为一体，发挥高度的、综合的、全面的效率，表现出总体的力量。”
 |
于是，阎锡山下令成立了由山西省组、政、教、经负责人组成的“总体行动委员会”，梁化之被任命为主任，督导工作。这个委员会下设办公室和人力、物力、运输、粮食、治安、宣传、慰问、救护、房管、救济等10个部，分工负责。
阎锡山还搞了个战斗城编组，并赋予战时任务，把城内外八个区的11-35岁的妇女约6万人编为妇女助战队；把13-17岁的学生5400人编为少年助战队；把7-12岁的儿童14000人编成儿童助战队，把48-60岁的男子6000余人编为老年助战队。除参加民卫军的壮丁6000余人外，又把所剩壮丁及学生均按18-35、36-47岁分别编为甲、乙级参战队。
全市共编13万余人，参加战勤和直接入伍参战。阎锡山把这次编组，誉为“满天星的布置”，说什么“一旦有事，关上大门，一起上房，院守院，街守街，成了天罗地网”。
阎锡山还提出“舍命才能保命，毁家才能保家”的口号。他勒令太原市市民捐献财物，供战争使用。仅1948年10月至1949年2月4次大劳军，搜刮商民财物即达12亿元法币。另外，还有面粉3万多袋，合银洋48万余元。
为了驱使更多的人为他效力，阎锡山在政治上进行了一系列固守太原的宣传。8月16日，他在首脑部检讨会议中说：“你们检讨对我有18条意见，有的是需我改进的，有的是需我修养的，有的是需我注意的。一件事的失败，不能不从领导人求改进：第一，领导者的本身；第二，领导者的方法；第三，是制度问题。综合大家的意见，是‘政治上无赏罚，组织上无纪律’。至于军队上是个人领导取消了，组织领导未上路。我们今后不敢成了失败的继续，要成了发展的开始。要集体努力，群众赏罚，不应走一木支大厦的路线，应走众擎易举的路线。”
9月8日，当美联社记者车萨问及在形势危急的时候，如外援不够，是否与共产党妥协时，阎锡山说：“我是坚决反共的，永远不会与共产党妥协。……抗战胜利回到太原的第二天，我即开始筑碉，准备和共产党作殊死战。此次战争失败，太原危险的时候，我令我的侍从医官和德国医生研究，配装了500瓶自杀药水，准备到必要时，同我的高级干部一起自杀，我不只不与共产党妥协，而且不做俘虏。” 。
阎锡山虽然对固守太原进行了一系列准备，决心死守，但他内心并不认为太原已为铜墙铁壁，总的来说对困守太原缺乏足够的信心。
10月23日，阎为勉励部下为其效力，亲手写了“任事处危，只须谋其事之所当为，尽其力之所能为，若考虑成败，则离开事效”的条文。
此条文明显看出，要他的下属对防守太原无须问询成败，只尽力而为就可以了。
阎锡山设计安排各种口径的火炮面向城南开阔地，构成火网，一旦解放军接近太原，便使其钻进火海。
解放军华北军区副参谋长王世英匆匆来到太原前线。他和徐向前商量，利用旧关系，亲自潜入太原城与阎锡山谈判。
徐向前找到一个80多岁的秀才先生，他给阎锡山当过老师，他愿意为攻占太原出把力，徐向前先给阎锡山写封信，由这位老师送进城去试探。
银白色的头发和胡须，青色对襟长衫，面色红润，身体硬朗，步履矫健的老秀才双手把信送给阎锡山，阎锡山双手接过，放在桌上，说：“先生连日劳顿，也该休息休息了，学生不才，不能以天下之至珍奉给先生，亦定尽力，使先生住得愉快。”
老先生下去了，阎锡山对身旁站着的卫兵说：“我再也不想见到他!”
卫兵低头说：“是!”转身就走了。
阎锡山拿起那封信，划着一根火柴，点燃后把信烧完了，信掉到地下，摔做了一堆灰烬。
1948年9月24日，山东省省会济南的破城，震惊了蒋介石和阎锡山，许多晋军军官都说：“济南守不住，太原更没望了!”阎锡山感到形势危急，便于10月1日，从太原城派出9个师，分数路向南攻击。
10月3日，一路进占小店镇、南畔村、巩家堡；一路进占狄村、南北王铭及西温庄地区；一路集结在小店以北、红寺地区。他计划以集中兵力，突然进攻来破坏解放军的战役准备，消耗解放军攻城部队力量，拖延攻城时间；同时又大量屯粮，为长期防御作准备。
阎锡山的这一计划，恰恰露出马脚来，给解放军造成在外围歼灭国军有生力量的好机会。徐向前改变了原定的10月18日发起攻击的计划，战役提前开始了。
10月4日拂晓，太原前线解放军，从四面八方对南犯的国军展开了大规模的围歼。
一路由汾河西插入小店以北，切断小店地区国军的退路，一路插入武宿、小店一带，切断国军中路和左路的联系；主力再由南向北，将小店、南黑窑地区国军暂编44师、45师和73师一个团、两个营团团包围。
国军第45师师长郑继周，在睡梦中突然被枪声惊醒，还以为是解放军的小股部队骚扰呢，连集合都来不及准备便被解放军战士堵住了师部的大门口。
在密集的炮火掩护下，解放军潮水般从四面八方拥进了小店镇和南黑窑。
激战了一天两夜，到10月6日早晨，被包围的敌人全部歼灭了。这次战斗，俘获国军44师师长李子法，45师师长郑继周等以下四千多人。
武宿以北的国军，听到暂编44、45师被围的消息，连忙乘着铁甲车撤退。进到汾河以西庞家寨的国军，也赶忙掉头回撤。
解放军各路部队，打乱了国军太原城郊的防御体系。
解放军把在临汾和晋中战役中俘虏的国军高级将领梁培璜和赵承绶找来，进一步调查了解太原国军指挥者的脾气、碉堡和其他工事的坚固程度，以及弹药物资补给等情况。
随后布置夺取四大要点的任务。次日，凌晨l点30分，解放军分两路向国军展开了猛攻。突击队员很快把梯子靠在峭壁上，敏捷地攀了上去，冲到国军碉堡前，有些国军还在睡觉，没出被窝就被炸死了，有的没穿衣服在交通沟里乱跑。
此时的阎锡山正在睡觉。参谋长赵世铃走进阎锡山的卧室，报告说：“牛驼寨失守了!”
阎锡山说“这不可能!”
赵世铃郑重其事地说：“可牛驼寨阵地的的确确失守了呀。”
阎锡山一下子就把30军和独立第10总队都投入到了反攻。21日，在近百门大炮的掩护下，国军向牛驼寨发起了猛烈地进攻。解放军被迫弃守牛驼寨。
10月26日下午4点钟，解放军同时向牛驼寨、小窑头、淖马、山头四大“要塞”发起了攻击。阎锡山集中了所有机动部队，拼命抵抗。国军依仗着空军配合，不断地向解放军反冲锋。解放军每占领一个阵地，都要死伤无数反复争夺多次。
就这样，战斗到11月11日，解放军全部攻占了东山之牛驼寨、小寨头、淖马、山头等“要塞”地带。国军30师、40师、8总队被打得七零八落，伤亡惨重!
太原城内的山西绥靖公署，阎锡山拔下沙盘上牛驼寨、淖马、山头、小窑头上的红旗，换上了蓝旗，他轻轻地摇了摇头，他不相信，他已经失去了这四大要塞。
东山四大要点争夺战之激烈，可以说是空前的。双方主力均先后投入战斗。阎锡山投入8个师、3个总队及保安团。徐向前先后投入共27个团。双方参战八二迫击炮以上火炮达800余门。战斗结束后，各个主要阵地一片焦土，遍地尽是手榴弹的手柄，摧折的树木；土地已不能成垒，必须揭去3尺浮土才能挖避弹坑。国共两军遗弃的尸骸，散发出臭味，弥漫四野，可见战况的惨烈!自10月5日太原战役开始到攻克四大要点，解放军共减员2万余人。
在解放军攻打四大要点时，守备东山主峰的国军两千余人，眼看后路将完全切断，便乘隙撤回太原城。
11月中旬解放军全部占领四大要点后，巩固已得阵地，对太原实行“围而不打”，同时利用这一机会就地休整，进行战场练兵，做好过冬准备，力争1949年初解决太原问题。
围而不打，并不意味着就无所作为。解放利用这一时机，在围城时期，攻心战”，全面展开。
徐向前叫人把赵承绶、沈瑞等被俘的国军高级将领给阎锡山等人写信，宣传他们自己亲身感受到的共产党的宽大政策，促使阎锡山认清形势，派代表出城谈判。
在此期间，中共把赵承绶的女儿、女婿从上海接到太原前线与赵承绶团聚。赵承绶表示打消以前的顾虑，找机会进城劝说。梁培璜得知国军在四大要塞施放毒气，即以书面反省方式，承认自己在临汾施放毒气的罪行，并劝告国军“勿在罪上加罪，成为人类无可饶恕的公敌”。这个认罪书，予以公开发表；沈瑞等人，也对大同方面拒绝空运部队来援太原和后来促成该城和平解放起了作用。
一些被俘的将领和地方官员，也利用同乡、僚属、亲友等旧关系，积极同城里进行联络。
10月5日，出乎阎锡山意料之外的一桩大事件，已经酝酿成熟。他的第30军军长黄樵松，夜里派随身参谋兼谍报队长王正中，出城与解放军接洽起义。
黄樵松早年参加西北学兵团，是在西北军由排长任职到师长的爱国军人，出身于尉氏县一个贫苦家庭，经历过西安事变，对共产党的爱国主张有一定的了。抗日战争时期，他曾在台儿庄、娘子关等前线与日寇奋战。他从西安调到太原后，阎锡山倚重他这支部队能打仗，极力拉拢他，但他还是与阎锡山保持一定距离。作为“客军”，他深知困守孤城，外援无望。
徐向前曾请高树勋给黄樵松写信，希望他能以太原30万人民的生命财产为重而投诚。
黄樵松经过反复权衡，终于决定率部投诚。但是，由于被他一手提拔为师长的戴炳南告发，投诚之前，黄樵松和参谋处长晋夫、侦察参谋翟许友一起被阎锡山逮捕，押往南京。
不久，晋夫和黄樵松在雨花台被军事法庭执行枪决，翟许友被判无期徒刑。黄樵松在狱墙上留下了一首诗：“戎马仍书生，何处掏虎子?不愿蝇营活，但愿艺求死!”
30军的投诚行动，虽然没能成功，但它像一颗无声的炸弹，震动了阎锡山的“碉堡城”。自1948年10月到1949年4月，解放军共瓦解太原国军近30000人，约合国军守卫部队的1/4。
 |
这时，太原城里的情况是怎样的呢?
阎锡山趁着解放军作整练兵的时候，一面整顿残部；一面进行”总动员”，积极加强工事，抢修飞机场。他把每个市民都编进了各种组织。
这期间一个外国记者团，来太原参观，采访太原的情况，美国《柯利亚》杂志记者向阎锡山：“阎将军，太原保卫战，能守多久?”
“能支持到恢复晋中，收复全省，把共产党全部消灭，配合政府友军，使全国土地光复!”
记者问：“共产党现在占了大半个中国，力量如此强大，如果国军没有了外援还能支持到什么时候呢?”
阎锡山顺口答：“我现在不能对你说出确定日期，但至少能支持到北平逆转。”
记者又问：“如果支持到北平逆转以后，不能成功，又能怎么样呢?”
阎锡山没有作声，命他的侍卫端来了501个瓶子。记者看见这些瓶子觉得很奇怪，问：“阎将军，这些瓶子是作什么用的?”
“这些瓶子，就是答复你‘不能成功’的办法。”
“这些瓶子里的物质，又是什么呢?”
“这些瓶子里的物质，是我应我的500个反共基干同志的请求，预先配好的501瓶自杀药水，如果太原保卫战不能成功，我们就喝这些药水自杀!”
记者紧接着问：“阎将军也要自杀吗?”
阎锡山说：“是的!”
记者把自杀药水拍成照片，作为珍贵的资料带回美国。
解放军对太原的包围圈越来越缩小，战斗从外围进展到太原市郊区附近。南郊和北郊的飞机场已由解放军控制，新开辟的西门外红沟临时机场也在解放军炮火射程之内，空中交通行将断绝。
阎锡山看到一切希望都没有了，3月28日，李宗仁致电阎锡山：“和平使节将于近日飞平。关于和谈大计，深欲事先与兄奉商，敬祈即日命驾入京籍聆教益。”
阎锡山接到李电，即批了“有飞机即去”5个字。次日，复电李宗仁：“遵当如命晋京。”
下午2点阎锡山召开要员会议，宣布了李宗仁电文，告诉大家“也许三天五天，也许十天八天，等和平商谈有了结果，我就回来”。
他还宣布，在他离开期间，由梁化之、王靖国、孙楚、赵世铃、吴绍之组成5人小组负责。最后，他又提出要大家学习古代齐国田横五百壮士。
阎锡山公馆里一片混乱，勤务兵和仆人们正在收拾行李与文件。阎锡山早把他的儿子和至爱亲朋送到了美国和台湾，只剩下了他的堂妹阎慧卿。阎慧卿不仅是他的堂妹，而且自从他的结发之妻死后，阎慧卿就公开与阎锡山同居，并以女主人的身份发号施令。她不仅长得花容月貌，而且善解人意，悉心照料阎锡山l约起居饮食，深得阎锡山的宠幸。为稳定军心，阎锡山没有带走堂妹。
3月29日，阎锡山带着侍从张逢吉、医生和几名心腹从太原机场乘机起飞。到机场送行的只有山西省政府代主席梁化之和阎慧卿二人。
当阎锡山的座机从阎慧卿的视野消失后，她预感到：此生此世怕不能和阎锡山再见面了。
平津战役结束后，国军在华北最大的孤立据点就算是太原了。解放军调集重兵会师太原前线总兵力达25万人，准备决战。
4月20日凌晨，解放军开始发起了对太原的总攻。先后突破国军前沿，然后长驱直入，猛烈向纵深发展……
至22日夜，已将国军外围5个防区13个师全军覆没，解放军逼近城垣。控制了突破城垣的进攻出发阵地，并完成了一切登城的作战准备。
4月24日5时30分，解放军的总攻开始了。
突然，1300门大炮齐鸣，太原城像受到巨大的地震，城墙、碉堡一批垮掉。
放人的大炮早成了哑巴，就是一枪一弹也打不出来。
破坏射击半个小时，城墙还没有完全垮下来。太原城古砖垒砌，高有30米，厚有20米，轻易炸不开。解放军的火炮越打越猛，将近7时，城墙被轰开宽约30米的大缺口。
7时整，炮火愈加激烈，7时20分，解放军炮火向城内延伸，7点46分，解放军全部完成登城任务，接着冲入城内与国军展开巷战。并迅速向鼓楼下面的太原绥靖公署接近。
9时许，解放军占领鼓楼，国民政府太原绥靖公署已被解放军占领。
10时，太原城内抵抗之国军逐渐被打跨。除梁化之自杀成仁外，孙楚、王靖国、戴炳南等国军将领先后被俘。
太原保卫战国军共损失13.8万余人，其中不乏当年在晋绥大地上英勇抗击倭寇的老将士。
