战役部署为：由郑维山、胡耀邦指挥的3纵从市西南方向担任主攻；由曾思玉、王昭指挥的4纵从市东北方向担任主攻；由唐延杰、王平指挥的冀晋军区部队从市西北方向助攻；由周彪、李天焕指挥的冀中军区部队从东南方向助攻；由高存信、李呈瑞指挥的炮兵旅配合3、4纵进攻；由陈正湘、李志民指挥的2纵和其他部队在外围阻击敌人的增援。
11月1日以野战军司令员杨得志的名义，向各部队下达了战斗任务。同时，晋察冀边区党政军民积极投入支援解放石家庄作战的各项准备工作。
11月5日夜，攻城部队南渡滹沱河向石家庄开进，以隐蔽和突然动作，包围了石家庄和外围各据点。
6日拂晓，全线发起攻击，3纵占领了留营、大小谈村、西三教等村；4纵占领了柳林铺、柳辛庄、谈固、北宋、方北等村；冀中部队占领了尖岭、东岗头，冀晋军区部队占领了大小安舍和大郭村、大马村、西三庄各点，并包围了飞机场。
7日晨，冀晋军区独立第1、第2旅一举攻克大郭村飞机场，歼灭国民党保安9团1营。
8日晨，4纵连续突击，攻克了国民党军自吹的“铁打的云盘山”。至此，石家庄外围的国民党军被全部肃清。