5月20日，冀晉、冀察兩區的夏季攻勢同時發起。
至此，雁北戰役拉開了帷幕。
按照統一部署，冀晉軍區各主力團和支隊分别從桑幹河南岸、渾源、應縣南山等地出擊，向同蒲路北段、岱嶽至懷仁間，平綏路大同至陽高間，應縣到渾源間，渾源到大同、廣靈間、應懷間展開。
在武工隊和民兵的配合下，展開破擊戰。
第5軍分區司令員陳仿仁、政治委員馬天水、副參謀長劉蘇指揮第2縱隊向廣靈南村以西到山陰城地區出擊，迅速攻克了南岸大王、大宰堡、大關、老冊等據點。
第4軍分區部隊首先向渾源、應縣間進攻，之後向敵應縣、山陰間守備薄弱的地區挺進，接連攻克東安峪、胡峪口等據點，突破了應縣以南日軍的封鎖線。
敵軍懼殲，口前、水峪、大營等據點之敵紛紛逃竄。
第2軍分區司令員曾美率領第4團、第43團一部和繁峙、崞代支隊、五台支隊，圍攻沙河、繁峙、代縣、崞縣、五台地區之敵，之後攻克義興、二十裡鋪、峪口等據點，迫使臨近據點之敵撤退。
與此同時，冀晉南線部隊為配合北線部隊的攻勢作戰，實施出擊作戰。
第2軍分區第19團殲日僞軍百餘人。
第3軍分區在定縣和陽曲之間的公路上消滅日僞軍百餘人。
至7月初，雁北戰役勝利結束。
是役，冀晉部隊攻克和逼退日僞據點40餘處，殲日僞軍近千人，解放雁北9縣、783個村鎮，擴大解放區5000多平方公裡，解放40萬人，為下一步開辟平綏路以北和綏東地區創造了條件。
在冀晉軍區發起雁北戰役的同時，冀察軍區為開辟察南和察北新區，将冀晉、冀察新解放區連成一片，決定集中使用第1、第11、第13軍分區共6個團及部分縣支隊，發起察南戰役。
5月12日夜，各部隊按預定部署發起攻擊。
第13分區以突然動作，攻克懷安縣城及其外圍據點16處，之後逼近張家口近郊。
第1軍分區分兵兩路，主力在縣支隊等配合下，攻克涞源、馬圈子等據點3處。
同時以一部兵力攻克廣靈外圍據點16處，使廣靈城守敵