1945年8月，日本宣布無條件投降。為了搶奪抗戰勝利果實，閻錫山按蔣介石密令于8月16日命令第八集團軍副司令兼第十九軍軍長史澤波率1.6萬余人從臨汾、浮山、翼城侵入上黨地區，下旬占領了八路軍從日偽軍手中解放的襄垣、潞城及被太行軍區部隊包圍的長治、長子、壺關、屯留等地。與此同時，蔣介石在耍兩面派手法，又三次電邀毛澤東主席赴重慶談判。為了保衛勝利果實，支持毛澤東主席在重慶的談判，8月25日，劉伯承、鄧小平從延安返回太行，根據毛澤東主席和中共中央關于保衛上黨的指示，決定集中力量，先打入侵上黨之敵。隨即調集太行縱隊的陳錫聯部、太岳縱隊的陳賡部、冀南縱隊的陳再道部，三個軍區的主力及地方兵團一部共3.1萬人，于9月上旬開始上黨戰役。太行縱隊首先肅清了武鄉的日偽軍，乘勝南下，于9月1日攻克襄垣，太行軍區立即發出戰術指示，在襄垣組織實彈演習，研究攻城和巷戰經驗，為上黨戰役的勝利進行了充分準備。

9月10日，上黨戰役正式打響，12日攻克屯留，全殲守敵，17日攻克潞城，19日解放長子、壺關，使長治之敵完全陷于孤立。9月下旬，各路大軍將長治孤城團團圍住。24日，圍城部隊已占領城關據點多處，開始攻城。史澤波驚恐萬分，急電向閻錫山求援。閻錫山為了求援長治被圍孤軍，派第七集團軍副司令彭毓斌率2.2萬多人，于28日進抵沁縣以南。同日，劉鄧首長下令“攻城打援”，命令陳再道指揮南部隊等佯攻長治，吸引援軍南下，同時令太行縱隊全部和太岳縱隊主力兼程北上殲滅援軍。10月2日我軍將敵援軍合圍于屯留老爺山地區，又急令冀南部隊北上參戰，3日向老爺山主陣地發起攻擊，激戰5日，攻下老爺山，敵殘部倉皇北逃，在襄垣土落村被我部隊全殲，彭毓斌自殺身亡。

援軍被殲，長治守敵等援無望，決定率部棄城西逃。劉鄧首長早有準備，命令太岳部隊司令員陳賡在3天內殲滅西逃之敵。陳賡立即指揮部隊從四亭出發，取捷徑直出沁水以北的安澤縣馬壁村，協同跟蹤部隊于10月12日在沁河東岸的將軍嶺、桃川村一帶圍困史澤波萬余人，激戰6小時全殲逃敵，史澤波被俘。至此，上黨戰役勝利結束，共殲敵3.5萬人，繳獲山炮24門，機槍2000多挺，長短槍1.6萬枝。

上黨戰役是解放區軍民在抗戰勝利后，為保衛勝利果實進行的第一次大的自衛反擊戰。它的勝利，不僅給予進犯太行區的閻錫山軍以迎頭痛擊，保衛了上黨地區，而且打擊了蔣介石的反動氣焰，有力地配合了毛澤東在重慶談判中的斗爭，促進了“雙十協定”的簽訂。毛澤東在《關于重慶談判》一文中，對上黨戰役的勝利緞帶予了充分和高度贊揚。