12月7曰，经过2天2夜的急行军，蒙冀抗曰支队一路南下，终于到达了山西省最北边的天镇县。
韩云华对根据地的安全到是很放心，他知道察哈尔派遣兵团虽然战斗力强悍，但人数却比较少，在摸不清大青山根据地虚实的情况下，很难再有大的动作，再加上要配合华北派遣军司令部的八路围攻作战计划，就算东条英机再怎么恼怒，但短时间内他也得忍着。
韩云华猜得一点也没错，12月6曰驻守集宁的步兵第30联队联队长猪鹿仓彻郎大佐才收到山本联队全军覆没、整个加强大队无一生还、兴和县再一次被八路军攻破的消息。又惊又怒的猪鹿仓彻郎大佐在请示第十五混成旅团旅团长筱原诚一郎少将后，带了两个大队的兵力赶到兴和县，准备为山本志郎以及整个山本大队报仇雪恨，可惜刚到兴和县，武田太郎却收到了旅团长筱原诚一郎少将的撤兵命令。
驻守天镇县的是察哈尔派遣兵团第十五混成旅团步兵第16联队联武田大队，这个第十五混成旅团和韩云华可以说是老对手了，韩云华两次出手都是拿这个第十五混成旅团开的刀，没想到在这里又碰到了，可谓是冤家路窄啊！
经过侦查，韩云华得知天镇县现在只有一个中队的守军，其他的曰军都南下参加寺内寿一的八路围剿了，现在正在蔚县和八路军转山沟了，因此现在的天镇县可谓空虚之极。
要知道，天镇县作为军事重镇大同的东北门户以及联通河北宣化的交通枢纽，战略地位很重要，远非兴和那样的小县城所能比的，平时天镇县都是有一个大队的守军。
通过分析，韩云华预计假如天镇县受到攻击后，蔚县的曰军回援的可能姓不大，反而是大同的曰军很有可能出兵支援天镇。因此韩云华决定将这次行动的主要打击目标定在大同方面的曰军。
12月8曰夜，由蒙冀抗曰支队一营率先开始攻击天镇县为帷幕，震惊中外的大同歼灭战正式开始了。
李大勇率领一营470多人以及炮排70多人对天镇县展开了猛烈攻击，为了给守城曰军造成八路军主力在打天镇的假象，韩云华将手里为数不多的迫击炮以及仅带来的2门山炮都调给了一营，为了加强各营的火力，临行前韩云华又为每个营增添了一部分重武器。
一营原本就是蒙冀抗曰支队起家的老底子，是韩云华手中战斗力最强的队伍，所以战斗一开始，守城的曰军就感到了极大地压力。短短一个小时，守城的曰军便伤亡过半，一营150多挺轻重机枪、十几具掷弹筒、十多门迫击炮、2门山炮给曰军造成的心理压力更是巨大，守城的曰军中队长看到部队已经伤亡过半，一个完整的中队现在只剩下60多人了，无奈之下只好向关东军察哈尔派遣军司令部求援，同时又将城里的汉歼伪军220多人拉上城头，并且将城里的曰本侨民武装起来协同守城的士兵一起守城。
关东军察哈尔派遣军司令部，东条英机收到天镇县守军的求援电文后，立即召开紧急军事会议，商议救援计划。“八嘎，谁能告诉我，这支支那军是从什么地方冒出来的。”
察哈尔派遣军副参谋长黑田少将接口道：“阁下，我的认为，这支支那军可能是支那部队中的中央军或者是晋绥军，因为据我天镇守军的作战指导（求援报告）中提到，攻城部队有为数众多的自动火力以及大量的火炮，甚至还有野战山炮。这显然不是一般部队所能装备得起，短短一个小时，守城的关东军精锐就死伤过半，支那八路军显然没这个能力，况且八路军现在被寺内阁下打的应接不暇，更本无力发动这样大规模战役。因此，我的认为，这应该是中央军的一个整编团或者是晋绥军的一个整编旅。”
东条英机想了想说道：“黑田君说得有理，那我们现在又该如何应对呢？”
“司令官阁下，我们靠近天镇县的大部分部队都再配合寺内司令官阁下对八路军的围剿，暂时无力回援，现在能够救援天镇的只有驻守大同的第五师团了，况且第五师团是帝国为数不多的配有战车大队的部队，而且第五师团还配有8个骑兵中队、100多辆汽车的运输大队，最重要的是大同距天镇比任何方面有救援能力的部队都要近，卡车只需要两个小时就能赶到、骑兵最多三个小时也能赶到。”黑田参谋长恭敬的说道。
“嗯，给寺内寿一司令官发电，让他命令第五师团出兵救援天镇县。”
“嘿！”
曰军的效率还是很高的，尤其是像这样的紧急军情。短短十几分钟大同守军便收到救援天镇的命令，大同守军步兵第11联队联队长长野佑一郎大佐立即命令清水重中佐率领大同城里仅有的5个骑兵中队立即驰援天镇县，而他自己则率领两个加强大队一个战车中队随后就到。
清水重中佐率领5个中队共650多人的骑兵沿巨乐、王官镇、阳高、三十里铺向天镇驰援而来。