過程
張家口是日軍在察哈爾省的政治，軍事中心，偽“蒙古聯合自治政府”所在地，駐有日軍蒙疆駐屯軍司令部、第118師團和偽軍3000人，並在張家口以西萬全駐有日軍獨立第2混成旅團6000多人。中旬，蘇蒙聯軍一路已由蒙古進至張北。在延安的晉察冀軍區司令員聶榮臻電告軍區，抓住有利時機，派部隊向張家口、張北進攻，與蘇蒙聯軍會師。冀察軍區根據中國共產黨晉察冀分局、晉察冀軍區的命今，決定以第12軍分區和第13軍分區部隊攻取張家口。16日，活動在張北附近的察蒙騎兵支隊和蘇蒙聯軍會師。20日，冀察軍區以第10團、第20團、第40團和蔚涿支隊從東、西、南三面進攻張家口；以獨立第5團、宣懷支隊、延慶支隊和當地民兵在乎綏(今京包)鐵路懷來、土木、沙城段進行破擊，阻止日軍向北平(今北京)撤逃。日軍多次反撲，破八路軍擊退。22日10時，從大同撤退的日軍2000多人和在張北狼窩溝遭蘇蒙聯軍打擊潰退之日軍，會同張家口日軍拚命反撲，企圖向沙嶺子、宣化方向奪路逃跑。八路軍頑強抗擊，並乘機發起猛攻，很快占領了市中心區。守軍仍作最後掙扎，妄想阻止八路軍前進。八路軍各部勇猛插入市區，分割包圍日偽軍。偽蒙疆司令部官兵600多人投降，一部分向萬全方向逃跑，被第10團殲滅，萬全縣城被收復。23日拂曉，第20團和蔚涿支隊由南面向市區進攻，協同第10團、第40團肅清市區日偽軍殘部，解放張家口。
結果
此次作戰，八路軍共殲滅日偽軍2000多人，繳獲山炮5門、步槍1萬多支、輕重機200多挺、騾馬上萬匹、10餘座倉庫彈藥、60多座倉庫物資，收復了張家口市和涿鹿、尚義、康保、崇禮、萬全等縣城，俘蒙疆政府副主席於品卿及偽張家口市市長等人，張家口成為八路軍從日、偽軍手中收復的第一座省會城市。
