华北光复的第一座大城市是太原。
太原日军一个治安师团加两个独立旅团遵从了岗村的命令，放弃城市向东试图撤退到石家庄，但在撤退过程中遭到PLA游击队的阻击，之后又连续遭到数百架次飞机空袭，整个正太铁路完全瘫痪，日军撤退速度几乎停滞。
2月12日，人民解放军第一军在军长林彪将军的指挥下追杀上来，不仅轻易击溃了日军后卫部队，还把全部2万日军包围在寿阳一带。
2月13日，人民解放军一部进入太原；当天下午PLA第一军发起总攻，5天后全歼寿阳日军，击毙日军8000多人，俘虏11400多人。
2月底，人民解放军宣布山西全境光复。
太原战役证明，日军离开防守严密的大城市，在野战中已经完全不是人民解放军的对手，特别是丙种的治安师团和没什么战斗力的独立步兵旅团，更是会被迅速歼灭。
甚至这些部队的狂热精神跟那些甲种乙种师团也相去甚远，这些日本兵知道追上来围攻自己的是优待俘虏的PLA，而不是投降也必死的新军，因而在战局绝望的时候，很快就放下了武器。
相对而言，围攻济南的新军第一军就吃力许多了。
济南日军并未遵从岗村的命令撤退，甚至这伙日军还不断构筑阵地，储存物资，准备抵抗到底。
此时的新军虽然在兵力火力两方面都占有优势，但相当于华军乙类步兵军的技术装备也不足以迅速摧毁济南的城防和外围工事，而且新军的步炮配合，战术战技能力也不能同华军步兵军相提并论。
在进攻中，新军多次出现被日军倒打火力袭击而损失惨重的事情。
同时，所有被围日军都知道，他们的对手是帝国直控的新军，不论投降与否，他们都死定了，所以这些日军困兽犹斗，如同发了疯一般拼死抵抗。
济南城外的战斗打了15天，新军始终未能突破日军防线，自身反而损失惨重，不过联合指挥部中的新军将领对此不为所动，继续投入兵力火力，试图压倒日军。