1946年(民國三十五年)7月至9月間，在第三次國內革命戰爭中，人民解放軍晉察冀軍區和晉綏軍區部隊，在山西省大同和綏遠省(今內蒙古自治區一部)集寧地區對國民黨軍的攻城打援作戰。
大同爲平綏(北平至歸綏)、同蒲(大同至風陵渡)兩鐵路的交會點，是國民黨軍鞏固華北，屏障綏寧，呼應熱察，支撐太原的戰略要地。守備大同及其外圍的國民黨軍爲第43軍暫編第38師，東北挺進軍騎兵第5、第6師及晉北挺進總隊等部，共約1.9萬餘人。爲拔除大同國民黨軍據點，進一步孤立綏遠國民黨軍，求得與晉綏解放區更廣泛的聯成一片，晉察冀軍區和晉綏軍區共同組成大同前線指揮部，由晉綏軍區副司令員張宗遜任司令員，晉察冀野戰軍副政治委員羅瑞卿任政治委員，統一指揮兩軍區主力和地方部隊各一部共30個團的兵力攻取大同。
7月31日，大同前線指揮部以5個旅及地方武裝一部向大同外圍發起攻擊。戰至8月5日，除白馬城、臥龍灣、陳家莊、沙嶺子及北關、西關車站外，其餘外圍據點均被肅清。我軍經一週準備，攻城部隊於14日向大同城郊和四關發起攻擊。但由於攻城兵力、火力不集中，部隊又缺乏攻堅經驗，進展緩慢，形成拉鋸。直到9月4日，攻城部隊才分別攻佔了北關車站及東大街、南大廟、周家店、西關車站、晉北學院等地，進逼城下。
8月10日，蔣介石爲促使傅作義增援大同，將原屬第二戰區閻錫山所轄的大同劃歸第十二戰區管轄。9月3日，傅作義集中第35軍3個師、暫編第3軍兩個師和4個騎兵縱隊(師)共3萬人，沿平綏路分南、中、北3路向集寧前進，企圖經集寧南援大同。
我軍大同前線指揮部根據上述敵情變化，決心首先消滅敵增援部隊，然後轉移兵力攻取大同。遂以3個旅和地方武裝一部繼續圍困、監視大同之敵，抽調第358旅北上集寧參加打援。9月5日，敵佔我卓資山。我軍判斷敵人可能沿鐵路進犯集寧或沿公路向新堂、豐鎮進犯，又增調晉察冀野戰軍第四縱隊1個旅、第一縱隊2個旅，連同第358旅，分別集結在豐鎮、麥胡圖地區。至此，集寧方向我軍已增至25個團。
7日，敵人從卓資山東犯集寧，我軍以3個團守城，主力5個旅集結在集寧以南，擬乘敵進攻集寧時突擊其側背，以豐鎮之第一縱隊2個旅爲預備隊。10日8時，國民黨軍暫編第11、第17師和新編第31師，在空軍配合下向集寧城西、北兩面陣地猛攻，解放軍防守集寧各部隊雖經連續反擊，但未能阻住國民黨軍的進攻，退守城垣。國民黨軍先後佔我臥龍山、南營房。當晚，我軍主力趕到，立即奪回了臥龍山以南陣地和土城子。敵遭我反擊後就地轉入固守，我軍遂將國民黨軍3個師包圍於集寧城下。11日下午，我軍向臥龍山，腦包山之敵發起攻擊，殲滅暫編第11師大部、第17師一部共5000人，截斷敵西退的道路，將新編第31師、暫編第17師大部及第11師殘部壓縮在集寧西南的臥龍山陣地。但我軍未能對已被打亂之敵組織連續攻擊，卻轉兵西進，求殲來援之敵第101師等部。12日，國民黨援軍第101師等部相繼趕至，我軍幾度攻擊，均未奏效。新編第31師等殘部在乘隙重新整頓後，在飛機掩護下攻入集寧城內，與我守城部隊展開巷戰。解放軍終因形勢不利，於13日晚放棄集寧，撤出戰鬥。援敵繼續向大同前進。16日，我軍撤除對大同的包圍，戰役遂告結束。
點評：大同、集寧之戰歷時1個半月，我軍殲敵1.2萬人，但未能達到攻城、打援的預定目的，使張家口處於受敵東西夾擊的不利形勢。這一戰役，對於晉察冀和晉綏軍區來說，帶有初戰的性質。初戰未能達成預定任務。在一定程度上影響了爾後戰局的發展。未能達成任務的主要原因是：一，第一仗指向築有堅強防禦陣地的大同城，未能發揮我軍打運動戰的特長;二，對大同敵人的守備能力及傅作義部的增援均估計不足;三，在兵力使用上，未能在每個戰鬥中造成足夠的優勢;四，在集寧城下錯過了殲敵良機。
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