1947年初，國民黨軍第1戰區駐大寧、蒲縣地區的部隊退守晉南；晉中汾陽、孝義地區僅有第2戰區所屬暫編第70師及地方保安團隊守備。為擴大呂梁戰役戰果，晉冀魯豫野戰軍第4縱隊司令員陳賡、政治委員謝富治，晉綏軍區第2縱隊司令員兼政治委員王震指揮所部及太嶽軍區第24旅、晉綏軍區獨立第2旅，北上奪取汾、孝，尋機殲滅援敵。戰役於1月17日發起，人民解放軍當晚攻佔孝義，全殲守軍，同時包圍汾陽。國民黨軍第2戰區司令長官閻錫山親自指揮9個師及保安部隊2個總隊共3萬多人，分33路由文水、平遙、介休來援。人民解放軍以一部兵力阻擊北、中兩路援敵，集中主力於1月21日下午對進至孝義以南地區之南路援軍4個師發起反擊，當夜殲滅南路指揮部及暫編第69師。24日，各路援軍全線撤退，人民解放軍在追擊中又殲滅其2個團，戰鬥至29日結束。是役，人民解放軍共殲國民黨軍1.1萬餘人。