12月5日，按照作战计划，我大军分北、西、西南三个方向向阳泉展开强大攻势。日军在阳泉北、西利用完备的大纵深防守体系依然在顽强抵抗。日军在西南广阔战线利用纵深工事采用节节抵抗，战斗更加激烈和白热化。
由于日军第4师团、第21师团兵力收缩，防守兵力加强，造成我进攻部队进展依然缓慢。12月15日，当我西南大军攻占昔阳，北部和西部大军推到阳泉城下时，日军突然全线撤军。16日我军占领阳泉，18日我军兵锋到达娘子关一线。方面军司令部命令前线部队停止前进，至此历时39天的阳泉反击作战宣告结束。[bsp; 是役日军阵亡30000余人，负伤3000人。我军阵亡21000余人，负伤28000人，总共伤亡49000人，可谓损失惨重。当然民众是不知道这些具体数字。歼敌战报准确的通报了日军的人数，而我jūn_rén 员只是通报了伤亡重大。
即便这样，国人是不关心伤亡数字的。关键是把日军赶出了山西，取得了反击作战的伟大胜利。当山西捷报传遍神州大地，人们沸腾了，他们有理由相信，小日本的兔子尾巴长不了了，有理由相信中国jūn_duì 所向无敌。
战役结束后，善后工作不在赘言。12月25日老蒋和穆亚平分别携带夫人，乘坐一架美军运输机直飞太原。运输机迎着刺骨的寒风在太原野战机场降落。当老蒋和穆亚平携同夫人走下飞机，彭德坏率领众将官迎上前去。
迎接的将官有，第2方面军副司令长官兼任总参谋长傅作义，第1兵团司令官王德彪，第2兵团司令官杨效欧，第3兵团司令官林，空军部队司令官高志航，装甲部队司令官鲁大虎，空降兵师长纪云飞等。
“报告总裁、穆副总司令，第1方面军司令官彭德怀率领全体将官在此迎候，欢迎视察、指导！”穆亚平见到部下只是微笑的点点头。老蒋则不然，亲切的握手寒暄，并和每一位将官都风趣的说几句。尤其是和林握手，显得尤为亲切，毕竟林曾是他的学生。
欢迎的场面其乐融融，接着众人驱车前往太原城。不久，车队停在太原城原省政府大楼门前。省政府大楼曾在日军空袭中遭到轰炸，现在已经修缮一新。当一行人走进省政府会议大厅，早已等候在此的参战将官全体起立，爆发出热烈的掌声。稍后，穆亚平亲自主持开始颁奖仪式。
第2兵团司令官亲自率领吕玉峰、郝俊峰、黄德胜、郑东国及他们麾下的师长、旅长，在主席台站成一排，接受奖章。穆亚平引道老蒋，亲自介绍每一个人，老蒋把奖章亲自戴在每一位将官胸前，并且逐个握手交谈。多年了老蒋心情没有这么好过，此时他满面红光、咬文嚼字，赞扬这次阳泉反击作战、收复国土的伟大胜利。老蒋特有的江浙口音很有感染力。随后穆亚平的讲话很简单，并用白话文首肯了这次反击作战的成绩，同时也指出了不足之处。
下午，众将官前往阵亡官兵灵堂，拜祭了烈士。当天下午阎锡山飞到太原，根据老蒋的行程，他要陪同老蒋在西部进行为期10天的视察活动。由于穆亚平要处理军务方面的事情，因此不能陪同老蒋前行。由于宋美龄相邀江秀丽陪同，江秀丽盛情难却，只好于次日陪同老蒋夫妇前往五原。
方面军司令部，傅作义详细讲解了阳泉反击作战的情况，随后彭德怀说：“副总司令，我给你发的电报你看了有什么建议吗？”穆亚平说：“彭兄！你很敏锐，现在可以断定日军在山西是有意而为之，你详细的说说？”
彭德怀说：“阳泉战役我们达成了战役目的，对于我们大反攻创造了条件，尤其是政治意义无法估量。抛开这些不说，单纯从军事角度考虑，我们发动阳泉战役取得胜利是惨胜，我们付出的代价太大，不客气的说日军同样达到战役目的。”
穆亚平问：“事先我们考虑到了伤亡巨大，为什么要这样说？”傅作义说：“如果我们按照日军的路子，展开一城一地争夺，我们初步估算了一下，不仅要付出重大伤亡，而且攻坚作战会把反攻时间拖长，鉴于日军的势力仍然强大，大反攻一旦受挫，对于我们整体战略非常不利。”
彭德怀说：“日军在南洋作战，兵力投入不到100万，日军在中国大陆总兵力至少有300万，而朝鲜师团大约有60万，伪军有200多万。如果我们按部就班发动进攻，至少扩军200万。如此下去我们战争进程会拖后，我们的大反攻将非常艰难。”
穆亚平问：“你是说日军在山西稳固防守，其实是一诱饵？”彭德怀说：“一开始冈村宁次撤走阳泉机场的战机，我们以为日军是保存实力，其实他就释放了某种信号，日军根本无意死守阳泉。战役进行到第2阶段，日军突然从长治撤军收缩兵力引起了我的怀疑！”