接到命令後，先頭部隊拔營起寨繼續前進，當他們走到老爺廟附近時，埋伏在這裡的清軍突然向他們發動攻擊。
清軍的士兵堅守在道路兩側的山上，有的開槍，有的投擲手榴彈，沒有槍的就開弓放箭攻擊共和軍。
經過短暫地慌亂之後，共和軍的士兵們在軍官們的指揮下進行有組織地抵抗，他們躲在山穀中的石頭、樹木後麵向清軍射擊，清軍雖然占據有利地形，但由於裝備太差，並沒有給共和軍造成太大的傷亡，戰鬥一直持續到當天下午，共和軍的增援部隊趕到，清軍見勢不妙，主動撤出了山穀，共和軍乘勝追擊，直逼平型關。
部隊駐紮下來之後，劉永華帶著軍官們登上製高點舉著望遠鏡觀察平型關的情況。
他們看到有很多清軍堅守在城牆上，一麵黃龍旗迎風飄擺。回到指揮部之後劉永華召集軍官們開會，在會議上他對大家說：“同誌們，我們麵前的這個關口叫平型關，是山西的重要屏障。上午的戰鬥證明，駐守在這裡的清軍已經有所防備。所以接下來的戰鬥可能會很艱難，大家要做好心理準備。”隨後軍官們就如何攻城的問題商討了一番，然後回去準備。
第二天共和軍向平型關發動攻擊，他們架起雲梯開始攀爬城牆，清軍堅守在城牆上有的用機槍掃射，有的用步槍射擊，還有的投擲手榴彈，不讓共和軍登上城牆。
戰鬥持續了一上午，共和軍舉步維艱，主動撤出了戰鬥。當天夜裡，共和軍再次向平型關發動進攻。
這次他們改變了戰法，不再命令士兵架雲梯攀爬城牆，而是調集重炮對城牆進行破壞性射擊，然後以坦克為先導，大批步兵跟在後麵從城牆缺口衝進城內。
駐守在城內的清軍白天雖然打了勝仗，但是連續跟共和軍打了兩仗，也很疲憊，所以一更天左右（大約晚上八點左右），軍官就命令他們安歇睡覺，以便養精蓄銳，恢複戰鬥力。
所以當共和軍衝進城的時候，許多清軍士兵已經進入了夢鄉。聽到槍聲後，清軍的士兵們立即從床上跳起來，穿好衣服，拿起武器，跑出營房舉槍還擊。
這時他們看到坦克轟鳴著衝過來，很多士兵都很緊張。清軍的指揮官見狀喊道：“這是唐軍的戰車，不要害怕，誰敢去把它炸了賞白銀五十兩！”俗話說重賞之下必有勇夫，一個普通的清軍士兵每個月的軍餉隻有一兩白銀，而且被軍官克扣的可能性很大，因此五十兩白銀對他們的誘惑力還是很大的，所以在明知這個任務很難完成的情況下，還是有五個人表示願意冒死去炸戰車，軍官很高興，給了他們兩個炸藥包，並命令其他人開槍掩護。
清軍的敢死隊員衝到距離坦克還有五十米的時候，共和軍的士兵發現了他們，坦克上的機槍立刻向他們掃射，坦克後麵的步兵也開槍射擊。
清軍的敢死隊員被裹進了彈雨之中，還沒接近坦克就已全部陣亡。清軍的指揮官見狀隻好再次組織敢死隊並把賞金的數額提升到了一百兩白銀，但士兵們誰也不願意有錢沒命花，大家都不願意參加敢死隊。
簡短解說戰鬥一直持續到第二天上午，共和軍占領了平型關。就在同一天另一支共和軍占領了雁門關。
劉永華下令，部隊休整一天，隨後向崞縣、原平進發。預知後事如何，且看下回分解。