忻口北的三个师团开始向北撤退后，四十一师团和独立山地旅团的命运就已经被决定了，他们成为了弃子。
四十一师团是个三联队制师团，原本是作为守备师团而设立的，但是现在日军由于兵力不足，四十一师团也被作为野战主力来使用。
按照编制要比一一四师团的兵力少一点，不过这次出征时强化了一些炮兵和工兵等技术部队，所以人数也相差不大。
而独立山地旅团是个轻装旅团，特意强化了山地攀爬的工具和训练，并且削减了炮兵等重装备，当初突破娘子关一线主要是基于突然性，在进入山西腹地后，其他直属部队以及重装备不足的弊端就显现了出来，在作战中非常依赖四十一师团的帮助。
日军这两部自己也知道自己现在面临的局面，现在已经证明向北是过不去，那么只能沿着出击时候的路后撤，所以拼了全力来进攻东线的43军，希望能从此突破出一条道路来。
但是在背后13军、33军等几个军的攻击下，四十一师团等两部也无法拼尽全力来突破。
43军当初面对第三和第十两个甲种师团都能坚守几天，面对与第三师团等精锐相比显得有些兵少炮寡的日军这两部，守的更加严实。
以日军四十一师团为主导的对43军阵地的进攻中，在李志坚看来非常无力。
这些日军没有重炮掩护，山炮炮弹也不足，被43军炮兵团反制之后，就不敢再发射来进行炮战。
步兵的冲锋和第三师团的差距明显，三三制的配合也不娴熟，这种刚成立起来的师团，其中的兵员大多不是久经训练的老兵，配合的娴熟度上和第三师团等精锐部队存在明显差距。
而43军经逢大战，部队中的老兵素质，要比这些日军强，即使从省外加入的新兵，现在也经历了几个月的战场锻炼，在他看来素质也不比这些日军差。
这场仗越打，令李志坚越惊喜，他现在发现他的43军已经有了点强军的味道，部队在不知不觉之中已经磨练出来。
团一级的军官在指挥作战时，完全不拖沓，能因地因时而妥善应对，面对日军的进攻也不慌张，部队的阻击非常沉稳，整个战场忙而不乱。
日军的进攻最终无功而返。
在傅存怀率领的43军一部将一一四师团彻底歼灭后，李志坚即命令其率领43军其余全部来前来汇合，强化对四十一师团等两部的包围圈，同时让部队来轮战，现在部队都作战多日，轮战都能得到休整。
在将四十一师团等两部包围后的两天后，四十一师团所携带的炮弹就全部打光，对43军的反击越来越无力。在傅存怀也率部到达后，看到突围无望后，就慢慢消停了下来。
包围圈中的日军不挣扎，包围这些日军的部队也没有主动进攻。
阎锡山吸取了兰封会战的教训，同时发现43军围困一一四师团的办法非常好，部队损失不大，但是效果很好。
于是就没有让部队一直冲锋去和日军硬碰硬，基本上是每天白天进行土木作业，将包围圈弄的更扎实，到了晚上用炮轰炸，现在太原城内的重炮旅也都被调了过来。
这样的作战虽然轻松，但是有个缺点，不能将日军驱赶向更小的范围内，一是炮击的效果不好，二是有足够大的纵深，日军的运输机可以从容的空投补给。
必须想办法压缩日军的活动空间。
经过研究，众人一致决定采用火攻。
在东面抵抗的43军做好防火准备，其余部队则利用火来攻。
这时候还是三月底，晋北的绿草刚刚发芽，大多数地上还是上一年的干草，并且晋北春季干旱、风大，又以西北风和西南风为主，火星一起，风势助燃之下就可大片蔓延。
在日军驻扎的几个山头，中国军队方面各部在挖掘好工事之后，就纷纷开始放火，用火烧日军。
火势一起，大风吹着火苗可以一直向前，没有人为阻隔，经常一烧起来就向周围无边的蔓延，火区之中的人躲无可躲。日军在这种战场之上又不敢站起身来灭火。
很多日军本来在荒草堆中隐藏，被火一烧，只能逃出向更后方聚集，在此过程也被在后面观察的中国军队用火炮炸死不少。
前线几个军的官兵，就这样一路火攻，一路向东压迫日军。
国军的包围圈，就这样从西面一直向东压缩，将日军的包围圈压缩的越来越小。随着压缩范围的减小，战壕内要容纳的人数更多，人员密度增大，这个过程使得炮击的效果也在逐渐增大。
包围圈内的日军，只能冒着险来开辟防火隔离带，可是也不过只是多拖延了一点时间。
同时为了避免被炸死，日军士兵的精力都被用在了挖掘战壕和防炮洞上，并且为了防住150毫米重炮弹，还必须不断的往深挖掘战壕。
以空投补给来满足这近两万人的需求本就比较紧张，士兵们每天得到的食物配给最多只能够勉强维持让自己活着。
但是还要进行大量挖战壕等强体力活动，越往后，日军的体能素质就越差，并且加上风餐露宿，很多日军官兵就此病倒。
随着时间推移，情况对日军越来越不利。
日军派来空投补给的运输机，随着地面包围圈越来越小，很多补给就都给投到双方之间空地上，日军也没有能力去取回来，有一些日军不甘心，但是只是损失了一些人员，然后还一无所获。
这个时候，晋绥军在夜间调了一些高射炮过来，日军的运输机想精准投放补给，就必须压低高度，几架运输机被凌空打爆，剩余的运输机只能紧急拉起来逃离，不敢继续空投。
从此之后，晋绥军的防空炮只打运输机，日军再不敢大规模用运输机来空投补给。
随着包围圈的更加缩小，到了后来空投补给这种行为彻底消失。
随着日军粮食越来越缺乏，日军挖掘防炮工事的行为也停了下来。
就这么又困了几天，围困这些日军的部队都懒得再向前挖掘工事，就这么一直围困着。
又过了几天，日军阵地上一片死气沉沉，所有人都认为日军已经都饿死了，于是就发起了冲锋。
没想到日军阵地里还有零零落落的枪声响起。
面对这点抵抗，进攻的中国军队再没有犹豫，直接冲进了日军阵地。
不过眼前的场面令人震惊，不少人被眼前的场面刺激的哇哇大吐了起来，日军没有粮食，很明显能看出来有的人在生吃同伴的尸体。
面对这种腐烂尸体到处存在的场面，清扫战场的士兵士兵只能穿着防化服，将所有的日军尸体都扔进一个坑里进行处理，防止瘟疫发生。
就此，第三次太原会战终于完全落下帷幕。