區召開作戰會議，研究打法。
根據敵人的城防工事和兵力部署，會議确定，以軍分區炮兵連、特務連、公安連及南樂、昆尚縣（今劃入東平縣和陽谷縣）基幹大隊配屬7團為攻城部隊，由團長溫先星、政治委員楊俊生指揮。
打法是，攻克城垣後，即穿插分割敵人，先殲滅僞軍，後殲滅日軍。
濮縣、清豐縣基幹大隊分别包圍城外僞軍據點，以軍事打擊和政治攻勢相結合的辦法克敵制勝。
4月24日，戰鬥打響，第8軍分區第7團第1營第3連進抵南樂縣城西北角，并于深夜23時，在炮火的掩護下，僅用4分鐘即突入敵人外壕，在南樂城西南角打開了突破口，後續部隊迅速攻進城内，将僞軍特務營營部及僞警察所全部解決。
同時，第7團第2營解決了城隍廟僞軍特務營第3連等170多人，控制全城的制高點天主教堂。
25日拂曉，我軍攻入城内之部隊猛烈沖殺，将僞東亞司盟自治軍第3旅楊法賢部殲滅大半。
26日，第7團第3營在連續打垮僞軍的反撲後，炸毀僞旅部主炮樓，城内除由日軍駐守的一座炮樓外，其餘僞軍全部被殲滅。
這時，第8軍分區（運西）濮縣縣大隊攻克五花營據點。
第9軍分區第16及新4路等部将元村據點僞軍大部殲滅。
第9軍分區（直南豫北）的衛河支隊等部攻克南清店和近德固據點。
第2軍分區（冀南）第23團攻克海子據點。
第7軍分區（魯西北）部隊攻入大名、南樂間的重鎮龍王廟，圍困該據點日軍一個小隊，殲滅僞軍一個中隊，并燒毀衛河木橋。
此外，其他軍分區地方武裝還包圍了南樂、大名、廣平等地的外圍據點、碉堡26處。
27日淩晨3時，攻城部隊再次炮擊城内僅存的日軍炮樓，部分指戰員随後沖進炮樓，與日軍展開肉搏戰。
到6時30分，該炮樓日軍全部被消滅。
南樂戰役至此勝利結束。
這次戰役的勝利，使衛西與衛東解放區連成一片，十幾萬人民得以重見天日。
5月5日，軍區在清豐縣馬村召開了3萬軍民參加的祝捷大會。
楊勇副司令員興緻勃勃地登上主席台，他高度評價了這次戰役，并表彰了戰功卓著的單位和個人。
地方政府贈給部隊一面寫着“人民救星”的錦旗。