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接下来的几天，集宁战役进入了高潮。
董其武的暂3军得知35军南路被击溃的消息后，军心大乱。他下令部队后撤，但晋绥和晋察冀的主力已经发起了猛烈反击。
正面战场上，我军以运动战为主，集中优势兵力，分割包围。董其武的暂11师和暂17师被切断了联系，各自为战，无法相互支援。
张大彪的合成旅从侧翼包抄，再次发挥了穿插作战的威力。他们绕过暂3军的前锋，直插中段的结合部，把董其武的部队拦腰截断。
"步兵上，炮兵注意把控好节奏！"
重炮营和步兵的配合天衣无缝。炮弹一落地，步兵就冲上去补刀。暂3军的士兵被打得晕头转向，根本无法组织有效的抵抗。
北面的骑兵战场上，孙兰峰的四个骑兵师也遭遇了重创。
绥蒙军区的地方部队利用山地地形，设下了层层伏击。骑兵们刚冲入山谷，两侧的高地上就响起了密集的枪声。重机枪和迫击炮交织成一道死亡之网，骑兵和战马成片倒下。
"重机枪给我打！"
“大炮给我轰”
九二式重机枪发出哒哒哒的嘶吼，各种炮声连天，弹雨扫向山谷中的骑兵，炮弹落在战马冲锋的路上。
战马中弹后疯狂地嘶鸣、奔跑，把背上的骑兵甩下来。整个山谷变成了一片混乱的修罗场。
孙兰峰见势不妙，率残部向北逃窜。
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十天后，集宁战役结束。
傅作义的三路大军，南路35军被击溃，歼敌一万余；中路暂3军遭重创，损失五千余人；北路骑兵被击溃，损失两千余人。三路大军合计损失约两万人，几乎被打残。
傅作义接到战报后，久久不语。
他的第十二战区主力，在这一战中遭到了毁灭性打击。第35军，他最引以为傲的摩托化精锐，几乎被打残。暂3军损失过半。四个骑兵师只剩下不到一半的人马。
"李云龙……"傅作义喃喃自语，"这个李云龙，到底是什么来头？为什么其他八路还没有从游击战中转变过来，他的部队战术动作，各部协同做得这么好，同时还拥有我都没有的强大火力。"
“立刻电告南京，就说我部损失惨重已无力救援大同，现已经在绥远构建阵地，采取守势，以防八路攻破绥远。同时上报李云龙部武器精良不输美械！”