11月8日8时。日军发动总攻击。日军在飞机大炮和坦克配合下，从东、北两面猛攻城垣，大北门城楼被燃烧弹击中，城楼火焰弥漫，如同一支冲天的火炬。密集炮火轰击下，一段城墙被炸塌。11时许，日军三个营再次从城东北角缺口涌入城内。他们与小校场的日军会合后，在城内扩张。敌我展开巷战。与此同时，一部日军向河西迂回，占领了汾河桥。
日军继续向北、东两线全面进攻，守军各部经连日激战，伤亡惨重。东北城角突破口，守军已无法控制。日军从这里又突入约两个营。守军既无力量将城内日军消灭，又无力量将其驱逐出城去。
12时后，日军以坦克掩护汽车，不断由汾河以西公路上向南运输部队。日军企图以攻城部队牵制守军不能撤退，一俟包围部署完成后，对守军来个全部歼灭。下午，日军第5师团长板垣征四郎，命令师团预备队投入战斗。日军扩张到精营、埧陵桥、粮食局及绥署后门外的东缉虎营，对中国守城部队形成包围之势。
这时总指挥部与各部队失去正常联系。傅作义心中焦急，坐立不安，眼里布满血丝，嗓子嘶哑，面色苍白。秘书长曾厚载及总部很多人都已悄悄逃走。傅作义身边只剩下参谋长陈炳谦、防守指挥官袁庆曾、副官张景涛、卫士郝德振、参谋处长苏开元等少数人员。
下午5时许，幕僚们怂恿陈炳谦和袁庆曾，劝说傅作义赶快撤走，不然就来不及了。陈
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