制铁厂没有内应，晋中军区只能采取强攻，好在有“苍鹭”利用给驻守这里日军送给养的机会，秘密绘制了日军守备布防图，让军区可以找到日军布防上的一个漏洞，派兵插进厂区，将值夜的一个小队日军、与宿舍区的两个小队隔离开，然后利用优势兵力全歼制铁厂厂区的日军，目标是上级早就下达给晋中军区的任务：
彻底炸毁制铁厂。
战斗在午夜十二点正式打响，制铁厂厂区的一个小队日军被四面包围，军区独立团虽然补充了大量弹药，但是，三八式步枪的数量太少，全部交给负责阻击另外两个小队的那个营了。
此时的日军战斗力是非常强的，而且作为侵略军，日军的宣传是被俘后会被中国人虐杀，所以，即便被围，这个小队的日军利用武器优势，利用厂房和设备做依托，、一直在负隅顽抗。
日军很有巷战经验，剩下的二十多名日军逃到了一座厂房内，八路军由四面围攻、变成了两面夹击，二十名日军阻击东面的八路军进攻，日军的枪法很好、东面的八路军被压制的抬不起头来，迟迟未能攻进那座厂房。
西面的鬼子兵只有六七名，但这边的鬼子有一挺轻机枪，彻底封死了八路军前进的道路。
战斗进行的很激烈，日军的掷弹筒、能打到八路军的进攻阵地，八路军的手榴弹却无法投到日军的机枪阵地内。
一个班冲上去，由于厂房外都是平地、毫无遮蔽，他们很快就全都被打倒了，二营长准备再派一个班上去炸毁机枪阵地，但被徐政委阻拦住了，这样上去就是白白送死。
“快看！”一名战士指着爆破班的战士李小二说道。
李小二的一条腿被打断了，他此时正凭借顽强的毅力、一点点儿的往前爬去。
“机枪压制日军，爆破二班、三班吸引敌人的注意力，千万不要太靠前。”二营长大声喊道。
爆破二班、三班的出现，果然将鬼子兵的注意力全部吸引了过来，鬼子兵人少，没人注意到李小二慢慢爬到了厂房的外墙下，这里已经进入了日军的射击死角，他爬行的速度明显快了一点儿，但也明显的在他爬过的地上留下了一条长长的血迹。
“轰！”
一声巨响传来，敌人的机枪阵地被炸飞了。
“冲啊！”
二营长大喊一声、带头向前冲去，而用突入厂房后，与里面的日军展开激战，这时人数优势就显现了出来，很快全歼了里面的日军。
二营长带领全营去增援阻援的老三营，日军见有被八路军合围、全歼的可能，剩下的日军开始仓皇逃跑，被追上来老三营又打死打伤不少，但八路军没有穷追，这次长途奔袭制铁厂，最重要的是彻底摧毁制铁厂。
军区把能征集到的马车、牛车全部都交给一连和寿洋县大队了，所以，独立团只能靠战士们背负炸药包，携带的炸药包还没有水泥厂那边多，因为八路军筹集的炸药包数量有限，上级要求晋中军区尽量满足水泥厂那边的需要，还把军区爆破专家王参谋、也派往那边。
制铁厂的规模、要比水泥厂大很多，设备也要多很多，炼钢窑炉非常大，但要炸毁它、恐怕要用上全部炸药，所以，司令员、徐政委将爆破的目标定为那些轧钢、锻钢、拉丝的机械设备上。
这些设备都很笨重，威力不大的黑火药、并不能完全摧毁那些设备，虽然看起来炸的七零八落，但日本人很快就能修复，最遗憾的是没有炸毁炼钢炉。
司令员、徐政委是事后得知、日军几个月后就开始炼钢，才知道制铁厂战斗不能算全胜。
晋中军区长途奔袭泉阳外围的水泥厂、制铁厂，实际取得了一场半胜利。