首先遭殃的是县城外围的防御工事。土木结构的掩体、沙袋垒成的机枪巢，在第一轮炮火中就被炸得粉碎。砖混结构的炮楼、地堡，则遭到了重点照顾。根据宋兴华提供的、详尽到令人发指的防御部署图，八路军的炮兵们如同在进行一场精确的外科手术。
“目标，运城东门外三号砖混碉堡，标尺***，四炮集火！放！”
“目标，临汾南城墙角混凝土机枪工事，判断厚度八十厘米，使用旅属山炮，六炮集火！放！”
“目标，长治火车站旁疑似弹药库，使用120重迫，覆盖射击！”
观测气球缓缓升空，观测员冒着寒风，通过望远镜和旗号，不断向地面报告炮弹落点，指挥炮兵修正射击诸元。
“一号区域，命中！效果良好！”
“二号目标，偏左二十米，各炮向右修正两个密位！”
“三号混凝土工事，正面出现裂纹！重复轰击！”
炮击极富层次和效率。第一轮炮火打击，主要针对暴露的、相对脆弱的工事，大约摧毁了日军30%的防御设施。这突如其来的猛烈炮火，将城内的日军彻底打懵了。
平田健吉在运城的指挥部里，被接连不断的爆炸震得东倒西歪，电话线早已被炸断，无线电里充斥着杂音和各个部队混乱的求救报告。
“师团长阁下！东门外所有工事失去联系！”
“西城墙重机枪阵地被直接命中！”
“炮兵联队报告阵地遭覆盖射击，损失惨重！”
田边盛武在临汾的遭遇同样凄惨。一枚105毫米炮弹甚至直接命中了他的指挥部屋顶，虽然没能完全穿透，但巨大的震动和冲击波让里面的人七窍流血，无线电设备彻底报废。田边盛武本人也被震晕过去，醒来时发现指挥部里已是一片狼藉，通讯兵和参谋死伤枕藉。指挥系统，在炮击开始后不到半小时，就几近瘫痪。
紧接着，第二轮炮击开始了！这一次，火炮的射击密度比第一轮提升了三分之一！更多的炮弹，如同铁锤般砸向那些在第一轮中幸存下来，或者更为坚固的工事。
“轰轰轰轰——！”
持续不断的爆炸声连成一片，几乎听不到间隙。浓烟和烈火将四座县城紧紧包裹。钢筋混凝土的工事在120毫米、150毫米重迫击炮和山炮的持续轰击下，终于支撑不住。裂缝不断扩大，混凝土块剥落，钢筋扭曲，最终在内部弹药殉爆的催化下，轰然坍塌，将里面的日军士兵活埋。
45%左右的工事，在第二轮炮击中化为废墟。