随着介休境内的枪声停止，日军的第14步兵师团也从日军的战斗序列里消失了。接下来牟灵的66军与JS军在祁县汇合，两军兵合一处一起向晋中的腹地一路进攻而去。他们一路向着太谷与和顺县方向进攻，只要拿下这里他们就可以配合66军第二师和第三师一起围歼日军的第20师团。只要这次的行动顺利歼灭敌20师团，山西的日军三个甲种师团就少了两个，这必将给之后的收复山西行动减少很多麻烦。
正在66军与JS军一路向着太谷与和顺县进攻时，太原日军指挥部也接到华国军队正在进攻太谷与和顺县的消息。日军指挥官梅津美治郎很快就明白了华国军队的目的，他马上命令太谷与和顺县的守军坚守驻地，又命令昔阳县、寿阳县和榆次县的守军出兵支援太谷与和顺县。同时他还命令日军的第20师团迅速从平遥县撤退到太谷与和顺县。这样一来，日军就在太谷与和顺县形成了一道坚固的防线，准备迎接华国军队的进攻。
此时，66军与JS军已经逼近了太谷与和顺县，他们发现日军已经做好了充分的防御准备。面对这种情况，牟灵决定采取迂回战术，绕过日军的防线，直接攻击日军的后方。于是，华国军队分兵两路，一路继续正面进攻太谷与和顺县，另一路则绕到日军的背后，切断日军的补给线。
在联军的强大攻势下，日军逐渐陷入困境。尽管日军顽强抵抗，但华国军队的士气高昂，战斗力强大，最终还是突破了日军的防线。太谷与和顺县相继被华国军队占领，日军的第20师团被迫后撤。就在这时，66军的第二师和第三师也以迅雷不及掩耳之势迅速进军，成功攻占了榆社县和辽县。紧接着，他们马不停蹄地继续进攻，一路势如破竹，最终在和顺县与66军的第一师顺利会师。此时的第一师经过连续数日的激战，已经疲惫不堪，战斗力有所下降。因此，接下来的进攻任务将由第一师和第二师共同承担。
另一边，日军第二十师团的老鬼子们在经历了近一半的惨重伤亡后，仍然未能突破JS军和66军第一师的严密包围圈。如今，他们被困在了和顺县西北面的一座小山之上，陷入了绝境。随着第二师和第三师接替第一师成为主攻力量，他们立刻展开行动，迅速组织兵力，对被困在山上的日军发起了猛烈的攻击。这次进攻依然采用了先前的战术，先是一轮密集的炮击，然后步兵在炮火的掩护下迅速向敌军阵地发起冲锋。在进攻的过程中，我军战士们奋勇向前，不断地用迫击炮和火箭筒敲掉日军的火力点。当冲到近处后，手榴弹如雨点般砸向日军阵地，然后与日军展开激烈的战壕争夺战。这种战术虽然有些老套，但对付日军却非常有效。经过两昼夜的激战，敌人的第20师团终于被消灭在这座小山头上。随着守卫晋中的第20师团被消灭，晋中的其他县的守军已不足为虑。联军士气大振，兵分三路迅速出击，很快就消灭了几个县的守军，晋中地区成功被联军收复。
随着晋中被收复，太原已经毫无屏障地暴露在了联军面前，接下来联军的任务便是收复山西的省会太原了。
在成功占领晋中地区之后，为了确保联军后续的攻击力量，牟灵果断下达命令，要求部队在榆次县和昔阳县进行休整。他的计划是让部队在这两个地方得到充分的休整，同时补充兵力和武器弹药，然后再发动进攻。由于一路上的敌人都已被消灭，因此补充的兵力和武器弹药仅仅用了两天时间便顺利送达前线。
当部队完成兵力和武器弹药的补充后，他们迅速按照计划在太原边界展开进攻阵型。此次行动，他们将面临抗日战争以来首次对一个省份首府的收复任务。为了确保这一战能够打得精彩漂亮，他们必须全力以赴，集中精力应对这场关键战役。
战役首先由驻守昔阳县的第一师和增援而来的第四师共同发起。他们的目标是攻占阳泉地区，以切断日军的后路。一旦他们成功拿下阳泉地区，日军将失去撤退的通道，那么接下来消灭山西境内的日军就只剩下时间问题了。这个战略布局精心策划，旨在一举打破日军的防线，实现全面胜利。
这段时间66军和JS军之所以能够如此顺利地进攻，还得多亏了民大党主力和游击队在敌占区不断破坏铁路和公路。日军的补给线遭到严重破坏，导致其前线部队因补给不足而战斗力大幅下降。牟灵意识到，这一情况对己方极为有利，但他也明白，一旦日军恢复补给能力，战局可能会发生逆转。因此，他决定抓住这个机会，迅速扩大战果，不给敌人喘息之机。同时，他也深感庆幸，如果没有民大党的帮助，这场战争将会变得异常艰难。他认为，战后有必要好好感谢民大党，并加强双方的合作关系。
1939 年的 10月20日，阳光明媚，风和日丽，但山西战场上却弥漫着紧张的气氛。今天，山西收复战的决战即将打响，华国军队将对日军发起最后的攻击。
上午8点整，66军第一师和第四师率先向阳泉方向发动了猛烈的进攻。日军见华国军队打算截断自己的后路，也拼命阻拦着。双方展开了激烈的战斗，枪声、炮声此起彼伏，整个战场陷入一片火海。
太原方面为了保住后路，不得不派出了一个乙种师协助阳泉守军防守阳泉。然而，面对牟灵指挥的两个师共计超过6万人的强大攻势，日军的防线逐渐崩溃。尽管日军顽强抵抗，但在华国军队的猛攻下，一切努力都显得徒劳无功。
下午4点左右，阳泉的日军防线终于被攻破。在阳泉防线被攻破的第一时间，太原日军指挥官梅津美治郎紧急命令所有山西日军向太原撤退，并同时向日本大本营发去求救信号。随着山西的日军退守太原，山西境内除太原以外的土地迅速被三方势力收复。
晚上7点，夜幕降临，山西的日军被围困在了太原，做着最后的抵抗。此时，牟灵等人面临的挑战是能否拦住日军其他地方的援军。如果他们能够成功阻止日军的增援，那么太原的日军被消灭只是时间问题。
在这个关键时刻，牟灵等将领们深知任务的艰巨性。他们全力以赴，严密部署防御工事，准备迎接日军可能的反击。同时，他们也积极组织兵力，加强对周边地区的巡逻和监控，确保不会有日军的援兵突破防线。
深夜11点，太原城内外一片寂静，只有偶尔传来的枪炮声打破这份宁静。牟灵和他的部队依然坚守在阵地上，不敢有丝毫松懈。他们知道，这场战争已经进入到最关键的阶段，任何一个失误都可能导致前功尽弃。而在遥远的日本本土，收到山西日军的求救信号后，日本军方开始商讨是否派遣援兵前往山西。他们意识到，如果失去山西，对华国的战争将变得更加艰难。然而，考虑到当前国际形势以及自身资源的有限，日本军方最终决定暂不派遣援兵。
第二天清晨，阳光再次洒在山西大地上。经过一夜的激战，牟灵等人成功守住了阵地，没有让日军的援兵突破防线。与此同时，太原城内的日军也感受到了绝望，他们知道等待他们的命运是什么。
在接下来的几天里，牟灵等人继续围攻太原，不断缩小包围圈。日军在城中进行了最后的顽抗，但他们的抵抗越来越无力。最终，在10月25日，太原城内的日军除极少部分投降外全部被歼灭，山西战役宣告胜利结束。
这场战役的胜利对于华国来说具有重大意义。它不仅收复了山西全境，还打击了日军的士气，增强了全国人民对抗战胜利的信心。而牟灵等人也因为在这场战役中的出色表现，受到了广泛的赞誉和表彰。
然而，战争并没有结束。虽然山西战役取得了胜利，但全国范围内的抗战仍在继续。牟灵等人明白，他们需要继续努力，保卫祖国的每一寸土地，直到最终的胜利。