驻守在临汾区域的部队是倭寇第108师团与第109师团一样,是七七事变后以留守师团为基础动员起来的特设师团。该师团所属步兵第25旅团辖步兵第117联队、步兵第132联队,步兵第104旅团辖步兵第52联队、步兵第105联队。师团直属部队的情况也与第109师团大致相似、有骑兵第108大队、工兵第108联队、辎重兵第108联队等。不同的是，第109师团的炮兵为野炮1个联队,番号也与师团番号相同。该师团也得到了第1军配属的山炮、野战重炮等部队。
108 师团驻守于临汾区域，109 师团则坚守在吕梁区域。这帮穷凶极恶的倭寇部队妄图在此协助晋阳死守，以确保他们在晋西省所掠夺的矿产资源。
自 7 月 19 日起始，我军第五集团军，经由长治机场，多次出动数百架 He 177 轰炸机，对临汾区域、吕梁区域以及晋阳城展开了疾风骤雨般的轰炸。
临汾区域和吕梁区域的倭寇部队，防空力量捉襟见肘，在我军强大的空中攻势下，只能如待宰羔羊般被动挨打。而晋阳城内虽修筑了众多防空火炮，却也仅能抵御低空飞行的攻击机，对于我军翱翔于高空的大型轰炸机，全然无法进行有效的防御。
连续几日的轰炸，致使这三座城市皆遭受了程度不一的重创，城内的士兵们也始终处于极度紧张的情绪之中。
负责进攻的第五集团军第八军，其中大部分人员对这片区域原本就颇为熟悉。此次整编过后，增添了大量机动部队与重火力部队。尽管初经整编，尚不太熟稔，但在装甲部队和运输卡车的大量运用下，第八军愈发迅速地穿梭于各个区域。起初，他们本欲对临汾城外的倭寇部队实施分割包围等战术，然而在我军轻型坦克和装甲车的凌厉进攻下，战斗几乎瞬间便尘埃落定，倭寇此前引以为傲的强大火力，此刻显得如此绵软无力！
历经两天的浴血奋战，数十支作战旅成功完成了对几个小县城和镇子的扫荡，一举歼灭了三千多倭寇部队以及一万多名伪军部队！
7 月 21 日，我军计划从三个方向合围临汾城。未曾料到，负责在甘亭镇进攻的部队，竟在此处遭遇了大批倭寇部队。原来，临汾的倭寇打算放弃临汾，前往吕梁集中兵力进行防守。况且长治已然失守，倭寇师团指挥深知，单独留在临汾必将沦为孤军，迟早会被我军剿灭。
我军的 517、514 师迅速构筑防御工事，凭借简易的防御设施和坦克抵御敌军。与此同时，我军在县底镇的 501 师和 503 师也火速前来增援。
战斗伊始，倭寇的师团出动 67 辆坦克和野炮联队，对我军发起了狂风暴雨般猛烈的炮击。我军准备略显仓促，后方的自行火炮和榴弹炮部队未能及时跟上，只能暂且被动防御。随着我军坦克毅然主动出击，局面才逐渐得以扭转。但倭寇的炮兵部队对我军的压制依旧显着，炮弹如雨点般倾泻，硝烟弥漫，大地颤抖。
约两个小时的激烈鏖战后，我军后方的自行火炮部队终于进入射程之内，随即对倭寇部队的炮兵发起雷霆攻势。我军的自行火炮部队由 155 毫米和 255 毫米两种口径构成，速度上虽略逊于坦克装甲车，但相较于卡车牵引的榴弹炮，在地形适应和速度方面占据更大优势。