1945年9月10日至10月12日，在山西省上党地区（今长治市境内），我晋冀鲁豫军区太行、太岳、冀南3个野战纵队在广大人民群众的紧密配合下，歼灭国民党第19军、第23军、第83军等约3.5万人，其中生俘3.1万人，缴获山炮24门、机枪2000余挺，*1.6万余支，先后歼灭的阎锡山部队占其总兵力的1/3，对阎部造成沉重打击。该战役不仅解除了国民党军对晋冀鲁豫解放区的直接威胁，而且有力配合了重庆谈判，实现了“边打边谈、以打促谈”的预期目的。刘伯承在回顾上党战役时说：“这个胜利，使我们背后有了靠头，又有了子弹，为很快转入平汉线作战创造了条件。”从此，晋冀鲁豫地区日益稳固，成为后来夺取全国胜利的重要基地，并为后来设立华北局和定都北京奠定初步条件。
任务理解准确、决心拟定科学。1945年8月，阎锡山部在投降日伪军接应下进占太原和同蒲铁路沿线城镇后，又派史泽波率部进占长治、襄垣、长子和壶关等地，企图打通白晋铁路，占领整个晋东南，并配合国民党军第1、第11战区部队沿正太、平汉铁路向石家庄、北平等地推进。
为保卫抗战胜利果实，保证解放区安全，中央军委命令晋冀鲁豫军区坚决歼灭进入上党地区之敌，除去心腹之患，以便之后将主力转战于平汉线。晋冀鲁豫军区指挥员刘伯承、邓小平遵照军委指示，牢牢把握“战略服从于政略，军事服务于政治”的原则，从战略全局、作战方针和战场态势3个方面准确理解战役任务。在战略全局上，晋冀鲁豫军区坚决贯彻中央指示，以军事斗争支援重庆谈判，以提高我方在谈判中的地位，为尽一切可能实现国内和平，实现和平、民主建国的目标创造条件。同时，以坚决的军事斗争粉碎国民党反动派的军事挑衅和军事冒险，保卫抗战胜利果实，保卫解放区。在作战方针和战场态势上，针对史部孤军深入、守备分散的特点，晋冀鲁豫军区指挥员定下战役决心，以所属部队及地方武装，在解放区人民群众支援下，采取“围城必阙”等战法，逐步收复长治。
战前准备充分、士气鼓舞高效。刘伯承根据中央指示和情况发展，于8月10日电令各部立即抽调力量，组建野战兵团，充分做好战前准备。
首先，部队采取“边打、边建、边练”的方法，将游击兵团编成太行、冀南和太岳3个野战纵队，在编制、训练、指挥等方面进行调整，重塑了部队组织结构，从而保证部队作战方式由游击战向运动战的转变，提高了部队战斗力。
其次，号召部队为保卫抗战胜利果实而战，打出“打好上党战役，支援重庆谈判”的口号。邓小平提出“上党战役打得越好，歼灭敌人越彻底，毛主席就越安全，毛主席在谈判桌上就越有力量”的号召，极大提升了部队士气。
最后，积极组织开展支前工作，各级地方政府动员5万名民兵支前或参战，积极组织兵站和运输队，赶制食品、弹药和衣物等。充分的战前准备，保证了前线供给，为取得战役胜利奠定了坚实基础。
战法灵活多变、指挥科学果断。在夺取敌*各据点后，9月20日，刘、邓决心由长治城东、南、西三面同时攻城，虚留生路于北关，诱使史泽波部北窜，以在野战中歼灭之。在长治遭我军包围的情况下，阎锡山急令彭毓斌率部增援，以解史泽波之围。28日，刘、邓在判明彭部企图后，决定采取“围点打援”的战法，在判明敌援军兵力与我相当，但装备优于我时，力避“啃硬骨头”，只留下地方部队围城，抽调主力部队北上打援。10月5日，太岳纵队果断出击，将彭部各个歼灭。被围的史泽波见援军无望，于8日趁夜从长治突围。刘、邓急令太岳纵队追击，经数小时激战，除少数先头部队西逃外，其余全部被歼，史泽波被俘，上党战役胜利结束。
战法是作战的精髓，灵活多变则是战法的灵魂。一套战法不可能“天下通吃”，只有“因敌而变、快敌而变”，才能取得胜利。根据敌军来援的情况，晋冀鲁豫军区及时调整战法，将作战方式和重点调整为“围点打援”，始终将战役主动权掌握在自己手中，达到决策先于敌、指挥优于敌、行动快于敌的效果。
巧用隐真示假、有效破敌诡计。我军在决定抽调主力部队北上打援时，为不使长治守军发现我主力部队前去打援，在撤离当天，组织围城部队白天抬云梯进行攻城演练，晚上点灯吹号袭扰敌人，营造我主力部队并未撤走的假象，主力部队则于28日夜悄悄撤离长治城。
在打援部队进攻受阻，刘、邓抽调冀南纵队支援时，为震慑来援敌军，特意令冀南纵队白天开进，故意暴露，以动摇援敌军心。彭毓斌意识到增援计划破产后，在下令辎重和指挥机关向北撤退的同时，为迷惑我军，下令大部队向南佯动，被我太岳纵队迅速识破，难逃被歼之命运。该战役中，晋冀鲁豫军区指挥员根据当面之敌的不同情况，战役发展的不同阶段，采取隐真示假的战法，以多样灵活的手段，隐蔽我军之意图，干扰迷惑敌军，成功保证了战役胜利。
上党战役不仅是解放战争的序幕之战，在政治上也具有重大意义。毛泽东在《关于重庆谈判》一文中，对上党战役作了高度评价，指出：“太行山、太岳山、中条山的中间，有一个脚盆，就是上党区。在那个脚盆里，有鱼有肉，阎锡山派了十三个师去抢。我们的方针也是老早定了的，就是针锋相对，寸土必争。这一回，我们‘对’了，‘争’了，而且‘对’得很好，‘争’得很好。就是说，把他们的十三个师全部消灭”。“人家打来了，我们就打，打是为了争取和平。不给敢于进攻解放区的反动派很大的打击，和平是不会来的。”