刘忠深知，上党战役是晋冀鲁豫军区部队在抗日战争胜利后对国民党军队作战的第一次大战役，也是晋冀鲁豫军区部队由分散的游击战向集中的运动战转变过程中，初次集中三个区主力作战的第一次大战役。参战部队编制仍不充实，多数在千人以下，装备很差，新参军的战士多数使用大刀、长矛，弹药奇缺，不少步枪仅有子弹数发。而作战对象却是阎锡山的基干部队，装备齐全，长于防御，且据守着日军多年修筑的工事。在这种情况下，要战胜敌人，取得战役的胜利，必须进行充分的战前动员和严格的训练以及发动群众等准备工作。
自从解放长治的战斗打响以后，刘忠的三八六旅始终处于战斗的的重要地位，刘忠一方面对部队进行深入细致的动员教育；另一方面加紧组织战前训练。在此基础上，又召集了全旅营以上干部会，布置各团的战斗任务：
第772团先夺取长子城北关，而后在北关登城；
士敏独立团佯攻东门，吸引与牵制敌人；
第772团、第38团首先攻占长子城的西关，而后在西门发起攻城战斗。第772团是登城的主要部队，集中全旅的炮火掩护该团登城。
长子城位于长治的西面，相距长治50华里。城虽不太，但工事坚固，城墙有2．5丈高，城门外有石碉堡，城角四周有砖碉堡，城角外面设有低碉堡，每个低碉堡还设有一道3米多宽、2米多深的护城壕，墙外还有1米多高的铁丝网，主要地段设有地雷，城墙垛上放有许多手雷，一碰就会爆炸。在交通要道上设有拒马，这是日本鬼子构筑的，阎锡山部队又加以改造，整个防御阵地相当坚固。
9月13日黄昏，第772团首先与敌打响，向敌进攻时，被前面一座孤陡的小山挡住了去路。这座小山名叫北高庙，筑有坚固的碉堡，是长子守敌的重要屏障，好比一个乌龟头，站在庙上用肉眼能看清城内的来往行人，炮火可以直射到大街上。守敌凭借北高庙的工事顽固死守，我772团发起了4次冲击，都未攻下来，形成对峙的局面。
第772团团长周学义很焦急，也很不服气，喊道：“难道我们要在长子城下丢脸？决不！无论如何都要把它攻下来！”
面对胶着局面，刘忠不断地思考着如何打破敌我对峙局面。第772团是支老红军部队，勇敢果断，屡次战斗中能攻善守，并特别擅长夜战，被称为“夜老虎团”。夜战，是他们的拿手好戏。对，用夜战消灭敌人！想到这里，刘忠果断指示周团长：实行夜战！
周团长当即在全团选出了一个排，亲自交待任务，实施“夜摸”。说来也巧，恰好那天晚上天特别黑，这就为我军的“夜摸”成功提供了又一有利条件。
夜里，炮火停息了，只听见秋虫唧唧地低鸣。上弦月刚从太行山那边升起，又被一朵朵的薄云遮住了。“夜老虎团”的孤胆英雄们一个个匍匐前进，悄悄地逼近敌人。第772团攻了两天没有成功，守在庙里的敌人便疏忽大意起来。他们做梦也没想到第772团会在夜间从背后包抄上来。
随着突然而至的机关枪的扫射声和手榴弹的爆炸声，敌人被惊醒了。没等反应过来，我军勇士已冲到敌人面前：
“缴枪不杀！”
敌人只有举起了双手。
第772团攻下了北高庙，砍断了敌人的“龟头”。接着立即攻击北关，敌人慌忙退入城内。
就在第772团攻击北高庙同时，以迅猛的动作攻占了长子城西关。第38团紧随第20团开进至城下。早在红军时期，刘忠就养成了冲锋在前、指挥靠前的作风，这次也不例外。他率第20团团长楚大明等人冒着敌人不间断的炮火，进到第20团前沿观察所，一同研究登城的方案。
观察所设在老乡家的屋脊下，是从屋脊下挖了一个小洞，非常隐蔽，敌人根本发现不了，而观察视线很宽阔，可以清楚地看清城墙上敌人活动的情况。我772团擅长平原作战，挖洞、爬墙是它的特殊本领之一。此时他们利用村落的房屋挖洞，每个洞直径1公尺，战士可以带武器、弹药从洞内钻过去，自西向东隐蔽接近到城壕边沿。敌人监视着道路、桥头和开阔地，没有想到监视村落的房屋，更没有想到我军会钻洞秘密地把登城部队运到了城墙下。
因为弹药有限，严密的战斗组织工作十分重要。刘忠加重语气对20团团长楚大明说：“炮火准备只能进行10分钟，并且要一次成功。我们只有‘一瓢水’！”
“一瓢水”要能浇死敌人，那必须是烧开了的热水才行。根据刘忠的指示和决策，第20团的登城突击队分成了5个组，即火力组、梯子组、跳板组、投弹组和登城突击组。刘忠连夜到各处检查，并组织所属干部制订具体计划。他还深入到战士中间召开军事民主会，听取意见。“一瓢水”“十分钟”，成了登城战斗的有力动员口号，人人表决心，个个在挑战，战斗情绪十分高涨，恨不得马上打下长子城。
9月18日19时，总攻长子城的战斗打响了。随着刘忠一声令下，两发红色信号弹划过天空。顿时炮声隆隆，震耳欲聋。我军山炮集中火力攻打一点，把城墙打开了一个缺口。轻重机枪密集的火力，压射住了敌人的火力点。战士门抬着云梯，冒着弹雨，朝城墙根冲去。一个战士倒下去，另一个战士上来抬着云梯继续冲。在震耳欲聋的炮火声中，在刺鼻障眼的硝烟中，云梯架在了被山炮打陷的缺口上。
挂满手榴弹、手提机枪的战士，像猛虎般地扑过去，登上云梯。当第一个手举红旗的勇士爬上城垛时，我炮火立刻停止射击。勇士们用手提机枪向城里的敌人猛烈扫射，后续部队接着登城。敌人吓破了胆，顾头不顾尾地乱钻。有的神志尚未清醒过来就成了俘虏。
“十分钟”，“一瓢水”成功了！第20团胜利登城，第772团、第38团在北门和东门也相继登城成功。城里的敌人妄图作最后的挣扎，组织了数次反冲击，结果都被我军打退了。
第90团进展最快，迅速占领了钟鼓楼制高点，以这个制高点控制着全城。部队不走大街而在房屋内挖洞钻过，这样既隐蔽，又可避免被敌人杀伤。就这样我军很快地接近了敌人最后顽抗的据点县政府。战士们先甩上一阵手榴弹，然后乘着硝烟，端着上了刺刀的步枪冲杀上去。敌人顶不住了，纷纷缴械。阎锡山的挺进第2纵队司令白映瞻也被我第772团活捉了。
这一仗，第386旅共俘敌官兵1500余人，击毙敌官兵500多人，缴获敌全部枪炮、弹药和大量辎重。在第386旅攻克长子城的同时，兄弟部队也先后攻占了壶关、潞城、屯留、襄垣，各路部队均向长治前进，如洪流漫卷，扫清了沿途障碍，直逼长治城下。
根据刘、邓首长的部署，刘忠的第386旅配置在长治城北面，任务是攻打北关。部队正在修筑交通壕隐蔽接近城墙时，天上忽然下起了滂论大雨，挖成的交通壕全都变成了水沟。
因此，登城的准备不得不暂时停下来，众人十分焦急。
就在心急火燎时，太岳军区司令员陈赓打来电话，对刘忠说：“阎锡山派来援兵2万人，在其第7集团军副司令彭毓斌的指挥下，从太原出发，已经到了沁县，现正日夜兼程向长治急进，企图解救长治的史泽波，与我军决战。”
情况突变，形势紧张。如继续攻城，很就可能在城未攻克之前，敌援兵就会赶到，对我军形成两面夹击，而我北面阻敌前进的部队力量较弱，有可能抵挡不住；如果放弃攻占长治城，那么上党地区就会依然被阎锡山控制着，就完不成党中央赋予晋冀鲁豫军区的任务。在这刻不容缓的关键时刻，刘、邓首长决定：围城打援。以少数兵力继续围攻长治，主力部队分东西两路立即北上，先歼灭敌援兵，然后攻占长治。
386旅接到命令：立即撤离长治北关，速向老爷岭前进，抢占老爷岭阵地，参加歼灭敌人援兵的战斗。
刘忠率领部队从长治北关泥泞的工事里撤下来，战士们穿着被雨淋湿的衣服，冷风一吹，寒气刺骨。但战士们听说要打大仗，一个个士气很高，早已忘掉了寒冷。
10月3日，第386旅到达壶关北的余吾镇。刘忠命令第772团控制东梓，第20团控制从岳地村到余吾镇的公路，士敏独立团进到草滩集结待命。
前方就是老爷岭，它是由四个山梁构成的，主峰顶上有座庙，居高临下地控制着白晋公路。它与白晋路东的磨盘脑相对应，是长治以北惟一的险要地段。我军原打算先敌占领老爷岭，但敌人来得很快。在刘忠带着各团干部去察看地形时，我侦察部队已与敌第47师先头部队打响了，敌人抢先占领了老爷岭。
刘忠当即指挥部队向占领老爷岭之敌发起攻击，第772团从西面攻了几次都没攻上去，第20团和士敏独立团从东面攻了几次也没攻上去；太行部队的第14团从正面攻击了几次还是没攻上去。各团都有伤亡。
刘忠一见强攻不行，便决定改为夜袭，以智取胜。又是第772团团长带了一个连悄悄地迂回到敌人侧后，以突然动作占领了老爷岭东北角的两个小山梁，切断了敌第74师与其北面主力的联系，并控制了老爷岭的水源。
敌人被包围孤立，饮水被切断，便拼命向我军进行反扑，均被第386旅打退。几个回合下来，敌人军心开始动摇。10月6日，就在刘忠重新组织兵力准备再次发起攻击时，老爷岭上的敌人怕被我军歼灭，放弃了阵地，向东逃窜了。
第386旅占领老爷岭后，旅指挥所立即移至老爷岭。刘忠站在老爷岭的制高点上观察，远闻东面磨盘脑炮声隆隆，轻重机枪和手榴弹就像热锅炒黄豆，“卡巴卡巴”地响个不停。
磨盘脑一带被弥天的硝烟遮住。刘忠在望远镜里看见敌人大队沿着公路向南运动。突然，东北方向的一个亮晶晶的东西，刺着他的眼睛，使他警觉起来，从望远镜中仔细观察，发现一小股敌人正在向北移动，亮点是太阳照射在敌人身上背的洋油桶而发出的闪光。
“奇怪，大队向南，为什么有小队反而向北走？敌人在耍什么花招？”曾在红军长征中担任过红1军团侦察科长的刘忠在心中自问。一系列的疑问，使刘忠紧张地思考着。他立即派出侦察部队插到北面去查明情况，同时反复地想敌人是否要向北撤退，“佯南而实北”。
他分析这三天的战斗，看来敌人无力再向长治前进，解不了史泽波的围，彭毓斌不会跟着史泽波一块送命的。事不宜迟，他立即给陈赓司令员打去电话：“报告司令员，敌人企图向北逃跑。”
“什么？逃跑？有根据吗？”陈赓司令员反问道。
刘忠说：“我亲自观察的，敌人正在向北移动。”
陈赓说：“你把情况确实弄清楚了，我马上到你那里去。部队准备行动。”
这时是10月7日下午3时。下午5时，陈赓司令员、王近山副司令员带着参谋人员来到老爷岭。刘忠将敌人的动向—一指给陈赓看。侦察分队这时也回来了，报告说：“已查清北面是小股敌人掩护着行李、担子向北走。”
陈赓听完情况汇报后，停了好一会儿没有说话，在紧急关头，他的沉着、果断是令人钦佩的。大约过了20分钟，陈赓才说：“好！刘忠，敌人是开始返了。你马上率20团沿公路左侧北进，插入敌后，堵住敌人。你们要赶到敌人的前头，迫使北退之敌停滞于囗亭以南地区，以利于我集中全军的主力部队，彻底歼灭敌人。”
刘忠带着772团立即出发了。这是10月7日的黄昏。部队在白晋公路的西面，沿着姬家沟、河口、白家山向北急进。黑夜行军，人不歇脚，马不停蹄，一路队形与敌并行前进。敌人走公路，我军走山路。我们的部队虽然连续打了半个月的仗，但全旅指战员的战斗情绪非常高涨。战士们懂得，打运动战，大踏步地前进，是去消灭退却逃窜之敌，所以劲头特别大。
他们要赶上敌人，他们要超过敌人，跑到敌人前面去堵住敌人！
追呀！追呀！追上了敌人就是胜利。刘忠率领部队从黄昏前出发，经过40多里的夜行军、急行军，而且是山路行军，到达漳河西岸的土落村时，已是晚10时了。这一带是太岳老根据地，群众基础很好，刘忠派参谋人员赶紧找来老乡问情况。老乡说：刚才有100多名白狗子骑兵慌里慌张地渡过漳河，向沁县跑了。
一听这话，刘忠心里很着急，他分析逃跑的很可能是敌人的指挥机关，于是赶紧布置部队进入阵地，控制河岸，切断公路，堵住后续之敌。
这时，在土落村口放哨的战士抓到了敌人一个逃兵，刘忠亲自进行审问，才得知敌人的大队人马尚未过去，现正由南面开来，企图北窜撤回沁县。情况弄清楚了，刘忠稍稍放下心来。他命令楚大明立即派1个营渡过漳河把住河岸；另2个营和团直属部队占领阵地，连夜抢修工事。
此时的刘忠，心中非常清楚，即将来临的是一场艰苦的堵击战，能不能歼灭北逃之敌，关键在于手中的这一个团能不能堵住敌人。因此，一定要堵好，打好，不惜任何代价，坚决完成堵住北退敌人的战斗任务，以保证整个战役取得全胜。
10月8日，东方发白天刚明的时候，只见大批的敌人从南拥来，一队一队地向北进，有的还集结在小山前公路两侧的洼地上，在很小的一块地方竟聚拢了2万多敌人，就像大雨前的蚂蚁，一群群在路上乱窜，挤挤嚷嚷，不顾首尾，其密集的程度和混乱的状况令人眩目。
遭到我军的堵截后，敌人狗急跳墙，在密集的炮火掩护下，拼命地向772团的阵地进攻，炮弹雨点般地落到772团的阵地上。772团在刘忠的指挥下，一次又一次地打垮了敌人，并组织了反冲击，与敌人展开白刃格斗。敌人被我军战士英勇顽强的精神吓住了，常常是进到距第20团阵地前沿三四十米处，就匍倒在地上，不敢前进了。
从早晨到中午，从中午到下午，一次、二次、三次……敌人连续发动了8次进攻，都被我军打退了。敌人开始混乱动摇了，其炮兵不顾指挥官的威逼和吼叫，把山炮撤出了阵地，推到了河里去，人随即逃走了；其步兵再也不敢向前冲了，一个个趴在地上不起来。
刘忠亲率1个团阻住了超出自己10倍的敌人，为整个战役赢得了时间。当天傍晚，我太行、太岳和冀南各军区的部队都赶到了，分别从左右两翼包围了残敌。经过一天一夜的激战，阎锡山部第7集团军副司令彭毓斌被击毙，其第23军、83军全部被我军歼灭。
土落村的阻击战一结束，刘忠便指示部队赶紧打扫战场。战士们从漳河里面打捞出敌人丢弃的10余门山炮，又归拢了所缴获的武器弹药。全旅指战员个个忙得不亦乐乎。连日来，紧张的战斗吸引着他们，使他们忘记了饥饿。如今战斗结束了，才觉得肚子里空了，真想赶快饱吃一顿后好好休息一下。
就在这时，军区又下达了新的作战任务：长治守敌史泽波部已放弃长治向西逃跑了。各部立即追击撤退之敌。386旅沿张店、马壁向翼城方向追歼之。必须在半途追上，把该敌歼灭。
尽管部队渴望休息一下，但接到任务以后，官兵们立即将疲惫抛至脑后，纷纷抖起精神。刘忠迅速作了分工，旅里各领导分别下到各团作政治动员，边动员边出发，趁着朦胧的月色，直向西南挺进。