彈藥奇缺，每人隻有幾發子彈。統一指揮、戰鬥作風也有不少問題。9月1日，李達指揮太行軍區部隊解放了襄垣城。劉伯承立即抓住這一戰例，認真總結經驗教訓，隨即主持起草了《晉冀魯豫軍區關於上黨戰役中某些戰術問題的指示》。這個指示，準確地分析了閻錫山軍的作戰特點，“長於防禦，構築品字形的據點碉堡，控製強大的預備隊，實行反突擊”，“配置有外圍據點，形成犄角之勢”；野戰（運動戰）中，“採取三隻老虎爪子的戰術（正麵鉗製左包右抄）”。為此，劉伯承指出：必須採用連續的城市戰鬥（村落戰）和若幹野外的運動戰才能達成戰役的勝利。前者“是一種精細而不痛快的技巧戰鬥，決不能粗枝大葉用密集隊伍一衝了事”；後者又“是有組織而機動的戰鬥，應以全部精力組織戰鬥，勇敢的實施之。”
為了使各級指揮員切實掌握戰術要領，劉伯承不厭其煩地規定了“城市戰鬥的戰術指導”和“野戰（運動戰）的戰術指導”，對攻城戰鬥的準備、接城運動、登城戰鬥、破城後的街市戰鬥等，對野戰（運動戰）中的誘敵、設伏、圍攻方法以及追擊、截擊、阻擊等，一一作了詳盡而具體的說明。
這個戰術指示於9月5日發到部隊，引起了各級指揮員的強烈反響。有的指揮員高興地說：“不要嫌對高級指揮員在戰術上規定得這麽細，我們有了這些，戰鬥前心裏就踏實。”
劉伯承還深入各部隊進行具體的檢查指導。9月4日，他來到太行軍區第十四團。這是原第三八五旅的一個主力團，在抗戰中立下了諸多戰功。這個團的武器裝備算是較好的，戰士們手裏好歹都有支槍，但子彈嚴重不足。
劉伯承看到有的戰士隻有兩三發子彈，便問他們有沒有信心打好這一仗。戰士們齊聲回答：“有！刺刀和手榴彈都是極有效的武器。”劉伯承滿意地笑了。他從來認為作戰製勝的主觀因素，一靠士氣二靠打法。如今二者兼備，怎麽不使他感到由衷地高興呢！
9月7日，劉伯承與鄧小平下達了《晉冀魯豫軍區作戰字第一號命令》。
9月10日，上黨戰役正式發起。劉伯承與鄧小平把指揮所設到屯留與潞城之間的故縣鎮，以便靠前指揮，在充分估量敵我態勢、兵力對比、戰術優劣和戰場條件等基礎上，劉伯承與鄧小平決定採取首先逐個奪取長治外圍各城，吸引長治敵人主力出援，力求在運動中殲滅援敵，而後攻取長治的方針。並確定在逐個奪取外圍各縣城時，以主力兵團一部擔任攻城，以地方兵團、遊擊隊和民兵圍困其餘各城，不讓敵向長治集中；主力兵團大部集結於機動位置，準備殲滅長治出援之敵。在攻城順序上，為防止敵人利用白晉路與沁縣以北的日軍相策應，決定按先北後南、由西到東的方向來打。從9月7日到17日，劉伯承與鄧小平連續下達了4個命令，依次讓部隊攻擊屯留、長子、潞城、壺關。
長治外圍4城的攻堅戰緊張而秩序地進行著。陳錫聯、陳賡、謝富治、陳再道，分別指揮太行、太嶽、冀南縱隊英勇作戰。為了克服攻堅戰武器裝備上的困難，各縱隊遵照劉伯承的指示，普遍採用夜戰、近戰，以避開敵人火力優勢。炮兵運用抵近射擊，步兵利用長梯爬城，時間許可時還採用坑道作業，運送炸藥轟城。這些，大大提高了攻城的效果。12日攻克屯留，17日攻克潞城，19日攻克長子、壺關。在攻擊屯留時，長治守敵曾出動6000餘人救援，因害怕被殲，與打援部隊剛一接觸即倉惶回縮。以後3城被攻，長治守敵始終不敢邁出一步。
劉伯承見戰役第一階段的目標已經實現，就立即部署第二階段作戰。20日，他與鄧小平發布第五號作戰命令，指示部隊“以勇猛、速決之作戰奪取長治城，最後殲滅侵入上黨區之敵。”部署上由城東、南、西3麵同時攻擊，同時放開北關至城東北角，引誘敵軍外竄，而於野戰中堅決予以殲滅。隨後，他們將指揮所移至長治南郊北天河，直接指揮攻城戰鬥。
3個縱隊主力齊集長治城下，按照分工分別向東、南、西3個方向攻擊。
長治是上黨地區的首府，是過去日軍設防的重點，城高壕深，工事堅固。守敵萬餘人是閻軍主力，因一直龜縮不出未有損耗，裝備也較齊全。這時天氣也變得很不利，陰雨連綿，道路泥濘，城牆濕滑。這些都給攻城帶來了困難。
劉伯承十分了解和體諒部隊的處境。當天，他特地致電各縱隊，指示他們備足梯子、跳板等登城器材，必要時用煤油、汽油火攻，要求戰士、民兵多帶鎬頭以便挖掘城牆和交通溝，並強調要“多方研究敵方守城戰法準備對策，尤應準備打擊其逆襲”。21日，他來到冀南縱隊，檢查指導攻城部署。因為他知道，冀南部隊長期從事分散性的平原遊擊戰爭，對城市攻堅戰更為生疏一些。經過劉伯承的幫助指導，各部隊普遍重視了攻城的技術和戰術，有組織地向城垣展開了連續的攻擊。至24日，攻克北關等城關據點多處。
27日，劉伯承與鄧小平下達第六號作戰命令，專門對各部隊協同動作、炮火準備、城牆爆破、登城後的縱深戰鬥及後梯隊使用等有關戰術問題作了具體規定，以進一步加強攻城的指導。
這時，劉伯承通過內線獲悉，閻錫山擬派重兵增援長治，3個師約7000人已到沁縣，其先頭部隊分兩股伸向夏店和南裏村。劉伯承當機立斷，決心以攻城打援的戰法，在野戰中殲滅援敵。28日，他與鄧小平發出第七號命令，作了攻城打援的具體部署。令陳再道指揮冀南縱隊和太行、太嶽圍城部隊偽裝主力，繼續佯攻長治，以吸敵來援，並準備打擊長治突圍之敵；令陳錫聯、陳賡率太行、太嶽縱隊主力北上打援，結合監視白晉路的第十七師等部隊，設伏於白晉路虒亭以南的常壟上村鎮一帶。
為了使各級指揮員切實掌握戰術要領，劉伯承不厭其煩地規定了“城市戰鬥的戰術指導”和“野戰（運動戰）的戰術指導”，對攻城戰鬥的準備、接城運動、登城戰鬥、破城後的街市戰鬥等，對野戰（運動戰）中的誘敵、設伏、圍攻方法以及追擊、截擊、阻擊等，一一作了詳盡而具體的說明。
這個戰術指示於9月5日發到部隊，引起了各級指揮員的強烈反響。有的指揮員高興地說：“不要嫌對高級指揮員在戰術上規定得這麽細，我們有了這些，戰鬥前心裏就踏實。”
劉伯承還深入各部隊進行具體的檢查指導。9月4日，他來到太行軍區第十四團。這是原第三八五旅的一個主力團，在抗戰中立下了諸多戰功。這個團的武器裝備算是較好的，戰士們手裏好歹都有支槍，但子彈嚴重不足。
劉伯承看到有的戰士隻有兩三發子彈，便問他們有沒有信心打好這一仗。戰士們齊聲回答：“有！刺刀和手榴彈都是極有效的武器。”劉伯承滿意地笑了。他從來認為作戰製勝的主觀因素，一靠士氣二靠打法。如今二者兼備，怎麽不使他感到由衷地高興呢！
9月7日，劉伯承與鄧小平下達了《晉冀魯豫軍區作戰字第一號命令》。
9月10日，上黨戰役正式發起。劉伯承與鄧小平把指揮所設到屯留與潞城之間的故縣鎮，以便靠前指揮，在充分估量敵我態勢、兵力對比、戰術優劣和戰場條件等基礎上，劉伯承與鄧小平決定採取首先逐個奪取長治外圍各城，吸引長治敵人主力出援，力求在運動中殲滅援敵，而後攻取長治的方針。並確定在逐個奪取外圍各縣城時，以主力兵團一部擔任攻城，以地方兵團、遊擊隊和民兵圍困其餘各城，不讓敵向長治集中；主力兵團大部集結於機動位置，準備殲滅長治出援之敵。在攻城順序上，為防止敵人利用白晉路與沁縣以北的日軍相策應，決定按先北後南、由西到東的方向來打。從9月7日到17日，劉伯承與鄧小平連續下達了4個命令，依次讓部隊攻擊屯留、長子、潞城、壺關。
長治外圍4城的攻堅戰緊張而秩序地進行著。陳錫聯、陳賡、謝富治、陳再道，分別指揮太行、太嶽、冀南縱隊英勇作戰。為了克服攻堅戰武器裝備上的困難，各縱隊遵照劉伯承的指示，普遍採用夜戰、近戰，以避開敵人火力優勢。炮兵運用抵近射擊，步兵利用長梯爬城，時間許可時還採用坑道作業，運送炸藥轟城。這些，大大提高了攻城的效果。12日攻克屯留，17日攻克潞城，19日攻克長子、壺關。在攻擊屯留時，長治守敵曾出動6000餘人救援，因害怕被殲，與打援部隊剛一接觸即倉惶回縮。以後3城被攻，長治守敵始終不敢邁出一步。
劉伯承見戰役第一階段的目標已經實現，就立即部署第二階段作戰。20日，他與鄧小平發布第五號作戰命令，指示部隊“以勇猛、速決之作戰奪取長治城，最後殲滅侵入上黨區之敵。”部署上由城東、南、西3麵同時攻擊，同時放開北關至城東北角，引誘敵軍外竄，而於野戰中堅決予以殲滅。隨後，他們將指揮所移至長治南郊北天河，直接指揮攻城戰鬥。
3個縱隊主力齊集長治城下，按照分工分別向東、南、西3個方向攻擊。
長治是上黨地區的首府，是過去日軍設防的重點，城高壕深，工事堅固。守敵萬餘人是閻軍主力，因一直龜縮不出未有損耗，裝備也較齊全。這時天氣也變得很不利，陰雨連綿，道路泥濘，城牆濕滑。這些都給攻城帶來了困難。
劉伯承十分了解和體諒部隊的處境。當天，他特地致電各縱隊，指示他們備足梯子、跳板等登城器材，必要時用煤油、汽油火攻，要求戰士、民兵多帶鎬頭以便挖掘城牆和交通溝，並強調要“多方研究敵方守城戰法準備對策，尤應準備打擊其逆襲”。21日，他來到冀南縱隊，檢查指導攻城部署。因為他知道，冀南部隊長期從事分散性的平原遊擊戰爭，對城市攻堅戰更為生疏一些。經過劉伯承的幫助指導，各部隊普遍重視了攻城的技術和戰術，有組織地向城垣展開了連續的攻擊。至24日，攻克北關等城關據點多處。
27日，劉伯承與鄧小平下達第六號作戰命令，專門對各部隊協同動作、炮火準備、城牆爆破、登城後的縱深戰鬥及後梯隊使用等有關戰術問題作了具體規定，以進一步加強攻城的指導。
這時，劉伯承通過內線獲悉，閻錫山擬派重兵增援長治，3個師約7000人已到沁縣，其先頭部隊分兩股伸向夏店和南裏村。劉伯承當機立斷，決心以攻城打援的戰法，在野戰中殲滅援敵。28日，他與鄧小平發出第七號命令，作了攻城打援的具體部署。令陳再道指揮冀南縱隊和太行、太嶽圍城部隊偽裝主力，繼續佯攻長治，以吸敵來援，並準備打擊長治突圍之敵；令陳錫聯、陳賡率太行、太嶽縱隊主力北上打援，結合監視白晉路的第十七師等部隊，設伏於白晉路虒亭以南的常壟上村鎮一帶。