第二次集宁战役，晋绥军区和晋察冀军区主力趁敌人进攻之际，于9月11日从三面对敌军形成反包围并发起猛烈的攻击，意在围歼傅部于集宁城下，当时形势完全有利于我军夺回卧龙山以南阵地和土城村高地。傅部三个主力师的万余人危在旦夕，前有坚城攻不动，后有我军相对优势兵力形成的包围圈逃不掉，成了翁中之鳖。当日18时，集宁外围我军全部主力向董其武部发起总攻，经激战至12日晨，攻占了三岔口、脑包山、玻力图、天门山、石灰山等要点和卧龙山阵地一部，歼暂11师大部、暂17师第3团共三千余人并俘敌两千，将新31师、暂11师、暂17师残部压缩在卧龙山脚下及西南营房狭小地区，并袭击了暂3军和暂17师司令部，摧毁了电台，敌军只剩31师一部电台，董部岌岌可危，处此绝境之中，董其武部孤注一掷固守待援。
傅见情况危急，急拟三封电报：第一封电令董其武被围部队不要死守，应把住我八路军进攻的三个方向，对集宁方向应抽出机动兵力死攻，务必尽快拿下集宁，以便有落脚点；第二封电令刘春方的骑4师，火速从西南方向包抄集宁，同左翼101师呼应，两军合力将在集宁城外包围国民党军队的八路军部队实施反包围；第三封电令孙兰峰骑兵师向集宁城东迂回攻击，策应暂3军和新31师攻打集宁，同时催促35军殿后主力郭景云的101师迅猛攻击我八路军包围部队，以解暂3军之围。
当时集宁城内外的战场形势非常错综复杂扑朔迷离惊险激烈，敌三个主力师进攻我集宁守军三个团，我军外围主力八个旅又包围了敌人正在进攻我军的三个主力师，敌101师、骑4师又从后面进攻我包围部队，企图救出被围之暂3军及新31师。此时集宁周围的战场态势就像是大包子里面包了一个中包子，中包了里面又包了一个小包子，层层夹夹，形成了你包我、我包你的态势，敌我双方都在竭尽全力拼死战斗，这时如果谁出现错误而被对方抓住机会谁就会失败。
按照当时战场态势，董其武部被压缩在城西南一角坐以待毙，没有任何机会，我军只要发起连续攻击，便可全歼这股敌人，就在此时我军前线指挥部又犯了一个大错误：因为第一天战斗伤亡很大，所以没有组织连续进攻董部，而敌人则看到了这个千载难逢的好时机，再度组织进攻。因为情况紧急，敌人必须孤注一掷立刻拿下集宁，敌暂11师师长杨维垣当着敌军全体官兵，拿起军刀剁下自己两段手指头，指着这两段断指吼道：“有敢畏缩不前者，有如此指！”杨所部官兵吓得面面相觑，都知道自己的部队到了生死关头，无不以死相拼。