一九四五年九月十七日，我冀中纵队刚组成，就接到中央关于晋察冀和晋绥两区部队集中于张家口一带准备打击来犯之敌的命令。由于形势发展迅速，任务急迫，部队未及整理，未及训练，即告别了冀中老解放区，在冀中人民的热情欢送下，越过平汉线，经由满城，易县、涞源、西合营、化稍营、宣化，十月初进到了张家口附近的沙城地区待命。
从整个晋察冀野战军来看，冀察纵队和冀晋纵队中抗日时期组建的老部队较多，基础较强，而我们冀中纵队基础较弱，绝大部分是以长时期在冀中平原分散作战的地区队为基础，编入了大量的县、区游击队。这些部队虽具有灵活机动打游击的特色，但是缺乏大兵团协同作战的经验，特别是缺乏攻坚战的经验。虽然我们在一九四五年春曾组织过训练团，有了一些骨干团，但在很短时间内扩大队伍，骨干力量就显得太不足了。整编后，我们在进军前和进军途中，有的部队才脱下游击队时所穿的杂色便衣，换上了军装，补充了一些轻重机枪和迫击炮，调整了步枪的口径，增强了火力，初步改变了面貌。
部队整编后不久，我们就接受千里进军的任务。大部分子弟兵是有一定觉悟基础的。他们为蒋介石挑动内战的罪恶行径所激怒，边行军边激愤地唱道：“谁种的庄稼谁收割，谁种的果木谁得果，我们流血抗战八年多，胜利的果实谁也不能夺！”表达了大家保卫胜利果实的坚定信心和决心。可是，抗战时期曾有一支歌子唱道：“打败鬼子回老家！”这时，鬼子打败了，抗战胜利了，本想可以回家安居乐业，而蒋介石却挑起内战，回不了家了，因而不少人产生了思念家乡的思想；同时，过去部队都在冀中地区活动，现在要到张家口，要到绥远，要出关出塞，地域观念就来了；加之冀中是平原地区，往西往北要走山路，怕爬山怕吃苦的思想也产生了。
针对部队这种思想情况，我们在进军途中，便边走边教育，边走边整顿思想、作风，通过群众自我教育的方式，批判家庭、地域观念和游击习气，树立不怕远征、不怕进山、不怕吃苦的思想，同时通过调整组织，培养充实骨干，建立各种制度，使部队逐渐巩固起来。
我冀中纵队（欠第十二旅）由冀中经过千里跋涉，于十月初进到张家口附近待命。这时，集结在这一地区的参战部队共十四个旅、三十一个团，计五万三千余人。而国民党傅作义部总兵力共九万七千余人，其中集结于集宁、卓资山、丰镇地区的傅部主力约四万七千人，其余主力则集结于平绥铁路沿线，以骑兵部队配置外围以求机动。
根据军委指示，这次绥远战役由晋察冀军区聂荣臻司令员和晋绥军区贺龙司令员统一指挥。十月十二日，我冀中纵队奉命由张家口乘火车运送到柴沟堡，尔后集结于新平堡。在军区统一部署下，十月十八日晨，我纵队以奔袭手段向张皋镇、三水岭的敌人攻击。张皋镇敌新编骑兵第四师和三水岭敌暂编骑兵第六师先机后退，十九日我占领张皋镇和三水岭。这时，冀察纵队包围隆盛庄，我纵队即以主力直插隆盛庄北面和西北面，以配合冀察纵队歼灭隆盛庄之敌；并以第十三旅第三十九团协同攻击隆盛庄。二十日中午，冀察纵队歼敌新编第三十一师第九十一团一个营和新编骑兵第四师一个连，敌主力突围西窜，我第三十九团二营于保庄截歼敌一部，余敌向红沙坝方向逃窜。
接着，我纵队继续向官村方向发展进攻，并切断丰镇北退之敌。十月二十一日，我纵队占领官村，敌第六十七军新编第二十六师西逃，我跟踪追击，当日进占礼拜寺和苏集车站。二十二日，我纵队再进占老平地泉、苏集一线，逼近集宁。冀晋纵队这时也占领丰镇及大同以北的孤山、孤店；晋绥军区部队占领了凉城、新堂、天成村和七大顷、段家村，各歼敌一部。
这时，敌人在我军突然猛烈攻击下，全线向西撤退，集宁只有敌第三十五军军部及第一零一师，卓资山有敌第六十七军军部及新编第二十六师。据此，指挥部决定晋绥军区部队攻击卓资山之敌，并截断敌人西退道路；以晋察冀军区的冀察、冀中两纵队攻歼集宁守敌。
集宁守敌为掩护其主力西撤，以其第一零一师在炮火掩护下，向集宁西南的享美庄、翟家村、卜鲁图反扑。第十一旅及第三十一团将敌击退。接着，我纵以第十三旅向仍据守脑包山之敌第一零一师一个团攻击。在我第三十七、第三十九团并肩猛烈攻击下，敌被击溃，向西北逃窜，我乘胜追击，并占领三岔口。但这时兄弟纵队赶不及进占十八台，敌第三十五军军部及第一零一师便趁机乘夜暗绕三岔口以北经十八台西退绥远。二十四日七时，我纵队占领集宁城。二十五日，晋绥军区部队在卓资山围歼敌第六十七军新编第二十六师，并击溃敌新编第三十二师两个团，攻占卓资山。敌慑于被歼，采取迅速收缩手段，其主力于十月二十六、二十七日由三道营、旗下营全线向归绥撤退。初战的胜利，给我冀中纵队指战员很大的鼓舞，部队得到锻炼，士气更高。
我两区部队乘胜西进，勇猛跟踪追击，逼近归绥近郊，并于十月三十、三十一日以冀察纵队沿大青山南麓，从北面绕西北面；晋绥部队从南面绕西南；我纵队由集宁车运至陶卜齐后，从东面和东南面完成对归绥的包围。接着，晋绥军区以独立第一旅、骑兵旅及冀察纵队骑兵第二团沿平绥路向西推进，并于十一月八日包围了包头。
归绥为绥远省省会，分新旧两城，旧城称归化城，新城称绥远城。新城有城垣高十二米，比较坚固；旧城为工商业区。敌以暂编第三军分守两城，以第三十五军、新编骑兵第四师控制新旧城间为预备队，各骑兵纵队守备外围。当我军完成对归绥敌人的合围之后，即积极准备攻城。而敌军则集中兵力连续向我反扑，以图消耗我军主力于外围，破坏我攻城计划。从十一月二日至十二日，敌先后以二至三个师的兵力向孔家营子、后八里庄和红山口、坝口子的晋绥部队和冀察纵队阵地连续进行了五次比较大的反扑，但均被击溃，伤亡三千余人。在十一月七日，敌集中约两个团的兵力向城东我第十一旅的阵地反击，我纵队以第十一旅正面抗击，以第十三旅从侧翼出击，将敌击溃，歼敌一部。
敌人连续反扑受挫并付出巨大伤亡之后，转为凭坚据守。归绥守敌有两个军六个师，又从重庆空运一个重迫击炮团增援，实有兵力二万四千余人，粮弹也有一定数量的储备，而且城高工事坚固；我军当时兵力不占绝对优势，技术装备尚差，缺乏攻坚经验；而又未能以弹性包围，引敌主力外出，歼于城外，因之迅速政占归绥不易成功。为此，指挥部将攻城计划改为围困，首先集中晋绥军区主力加强冀晋纵队第三旅，攻取包头，以孤立归绥，并力求引敌西援，争取于运动中歼其一部，尔后再攻归绥城。
在围困归绥城期间，我冀中纵队积极寻歼小股敌人。十一月十日，第三十九团第二营于帅家营子地区，伏击歼灭外出抢粮的敌特务营一个整连。十二日，敌骑兵第二旅在归绥以南的沙尔沁附近骚扰我军侧后，我纵队发挥善于奔袭的特点，令第十三旅第三十七团及第三十九团的两个营，以奔袭手段歼灭该敌。当我进到沙尔沁时，敌人已向西南方向逃窜，我部即跟踪追击，在忽洞兔、雌拉气地区抓住敌人，激战一昼夜，歼敌骑兵第二旅旅部及其第三团全部、第一团大部，俘获敌人、枪、马各六百余。
我晋绥军区部队数次攻击包头未克，而敌增援又至，归绥也不易攻击，时处塞外严寒，补给亦不便，再坚持下去对我不利，指挥部即于十二月十四日下令撤围归绥。我冀中纵队先徒步经凉城、丰镇转至阳高地区，尔后火车输送至沙城、下花园、怀来地区休整。
绥远战役历时两个月，歼敌一万二千余人，收复了绥东、绥南广大地区，粉碎了敌人进攻张家口、夺取察绥两省的企图，割断绥远、山西敌人的联系，保卫了以张家口为中心的战略基地，对配合我们党与国民党的谈判、争取全国的和平局面，起了一定的作用。
在绥远战役期间，我冀中纵队第十二旅独立作战，解放了察南重镇一蔚县、广灵和暖泉镇，也取得很大胜利。
蔚县、广灵和暖泉是当时察南解放区残存的日、伪军据点。守敌是日寇豢养的伪军，曾长期为敌效力，残酷压榨人民，破坏抗战；日寇投降后，又为国民党收编，继续与人民为敌，烧杀抢掠，无恶不作，为当地群众所切齿痛恨。
蔚县是察哈尔省南部一座闻名的古城，城高十二米，宽三米多，城外有护城河，宽近七米，水深一米；各城门都有城楼，城中心的钟鼓楼可俯瞰全城。东半城是惯匪胡锡侯部，西半城是蔚县保安队宗汉臣部及反动会道门武装大刀会等据守，共计二千余人。广灵城的城墙也较坚固，城门及城四角有大型堡垒，城中心有钟鼓楼一座及核心环形防御工事，守敌是广灵保安队及大刀会一千余人。暖泉是蔚县的重镇，位于蔚县、广灵之间，有高约六米、宽约三米的围墙，守敌是县保安队一个大队及大刀会等反动武装的六百多人。
我冀中纵队向察绥开进途中，九月二十五日进到西合营时，第十二旅奉命攻取蔚县、广灵和暖泉镇。该旅决心以强攻或袭击手段一举攻克上述三点，歼灭守敌。第三十五团及第三十六团第三营攻击蔚县，第三十六团（欠第三营）攻击广灵，第三十四团攻击暖泉。九月二十八日夜，各部分别对敌完成包围。二十九日七时，暖泉被围之敌三十余人向东南我苏官堡阵地反扑，当即被我击歼。我三十四团于当天黄昏乘胜开始攻击暖泉，当晚第一、第二营分别从东南、西南一举突入镇内，接着以第三营加入战斗，与敌展开巷战。敌人招架不住，以假投降作掩护，越墙向蔚县方向逃窜。我第三十五团以两个连从蔚县方向堵击。三十日晨，将敌包围在大、小饮马泉地区，全歼该敌，随即攻克暖泉。
攻占暖泉后，我纵队以第三十四团调往蔚县与第三十五团合力攻击守敌。第三十六团第三营归建，以增强广灵的攻击力量。
第三十六团于九月二十九日攻击广灵城。经一夜又半天的战斗，占领城关，守敌溃入城内。三十日夜，我强行攻城，但因准备不足，没有成功。第三十五团于十月一日二十四时以偷袭手段对蔚城守敌发起攻击，部队在占领城关后，以火力掩护涉过护城河，架梯登城，因突破口选择过多，又无重点，加之城高梯短，反复几次攻城均未成功。十月六日，第三十五、三十四团对蔚县，第三十六团对广灵再次攻击，又未成功，同时，敌人又加强工事，增强了防御，使攻坚更添困难。
根据这个情况，第十二旅改变了作战计划，以第三十四团第一营加强第三十六团，首先攻克广灵，尔后再集中兵力攻取蔚县，并决定采用坑道爆破攻城。各部队遂重新侦察地形，选择突破口，实施坑道作业，并针对敌情进行了训练和演习，利用敌军家属和俘虏对敌喊话，开展政治攻势，动摇和瓦解敌人。
十月二十六日二十二时，第三次攻击广灵城。第三十六团第三营在城西北角爆破成功，迅速突入城内。同时第一营也在东南角爆破成功，但因遭敌连续反击，仅占据一段城墙。接着，第三十四团第一营由第三十六团第一营的突破口，第三十六团第二营由第三营的突破口加入战斗，经过激烈巷战，于二十七日一时将守敌全部歼灭，攻克广灵。
蔚县守敌经我约一个月的围困，内缺粮弹，外无援兵，加之暖泉、广灵相继为我攻占，守敌更加恐慌。此时，胡锡侯为保存实力，准备伺机逃往大同。我一面加紧坑道作业，一面严密包围，防敌逃跑。
十一月一日，我两条坑道分别挖到蔚县城西门和南门下，并完成了装药。二日，第三十五、三十四团第三次向蔚县攻击。当夜，西、南两面爆破成功，第三十五团第一营和第三十四团第一营在炮火支援下，利用爆破效果迅速突入城内，胡锡侯见势不利，被迫投降，我随即集中力量向西半城宗汉臣部攻击。激战约五个小时，除宗汉臣等三十余人逃奔大同外，其余全部就歼。至此，蔚县城为我解放。
蔚、广、暖战斗历时三十五天，全歼守敌三千多人，拔除了察南残存的三个敌据点，使察哈尔省全境获得解放。当时正在宣化召开的察哈尔省人民代表大会向我十二旅致电祝贺、慰问，当地群众还赠送第十二旅“杀敌如虎”、“爱民如玉”两面锦旗。十一月五日，第十二旅从蔚县地区出发，沿平绥路分段乘火车西进，二十日到达归绥以东之白塔地区，归还我纵队建制。
绥远战役是抗日战争胜利后进行的第一个战役。当时正处于由民族解放战争向国内革命战争转变，由分散游击战向大兵团协同的运动战转变的转折时期，由于形势发展迅速，任务紧迫，各军区地方部队刚刚组成野战军就立即执行任务，部队的政治思想、作战思想、领导作风、指挥方法、工作作风仍停留在游击战争阶段，还很不适应大兵团作战的要求；对于打歼灭战和运动战，思想上尚不明确，缺乏大兵团作战的经验，战术技术及各项战斗的组织工作，也不适应歼灭战、运动战的要求。再加上组织指挥和战术运用上存有轻敌情绪，对傅作义部的地形熟悉、多骑兵、机动性强、运动快速等特点估计不足，未能很好贯彻“集中优势兵力，各个歼灭敌人”的原则，战术上也缺少迂回包围，多是正面平推，战斗中又缺乏精心计划，周密组织，充分准备，所以，虽然部队打得勇猛，但击溃战多，歼灭战少；特别是在绥东未能抓住敌人主力，给予歼灭，而使其主力退缩归绥；合围归绥后，又未能歼敌主力于归绥外围，因而未能圆满完成战役任务。
这次战役是我冀中纵队升编为野战军后参加的第一个战役，部队经受住了这个转变的考验，得到了实际的锻炼，在远离家乡和老根据地的塞外地区，在天寒地冻的恶劣气候条件下作战，全体指战员团结一致，英勇奋战，基本上完成了任务。更可贵的是，由于各级党委的坚强领导和政治工作的有力保证，部队在那样困难的条件下，自己忍饥受冻，严格执行“三大纪律八项注意”，坚决执行党的民族政策和新区政策。部队每到一地都主动向群众作宣传，帮房东挑水、扫院、干活，做到借物送还，损坏赔偿，吃粮办妥手续，尊重兄弟民族的风俗习惯，涌现了许多遵纪爱民的模范事例。
当时，干部、战士都亲眼看到许多老百姓没有饭吃，没有衣穿，甚至有的全家人只有一条裤子，激起了他们的阶级同情心。他们脱下自己的内衣，给穷苦的群众穿，把粮食节省下来，分给驻地老百姓吃，因此群众把我们看成自己的亲人，纷纷找部队谈心、诉苦，称赞我们是“救命恩人”、“菩萨军”。
当我军初到时，许多群众听信敌人的谣言躲藏起来，但看到我们宁肯睡在屋檐下，搭帐篷住在树下，不进寺庙，很受感动，都陆续回来，主动为我们当向导，抬担架，运粮送弹，支援前线，临别时还夹道欢送，依依不舍。这次是我们第一次进军绥远，虽未攻下归绥，但已在群众中留下了良好的影响。