阵地四周是用钢轨和铁丝网构筑的一层层防坦克、防步兵的障碍物，最宽的地方达到80米以上，最窄的地方也有50多米。这个外围据点还能得到天津城内炮兵群以及民权门地区的迫击炮、重机枪的火力支援。敌人把这个据点称为“天津的模范工事”，多次供其他防区参观。该据点守敌也自信“固若金汤”。为了打掉敌人的狂妄气焰，鼓舞部队攻坚作战士气，八纵决定先敲掉这个据点。
主攻任务交给了八纵二十四师七十二团，同时配属特种兵纵队炮兵二团二营（有的说是三营）、纵队炮兵及二十二师山炮营、二十三师重迫击炮连。1月8日战斗开始，七十二团一营主攻，二营助攻。上午8时炮火准备。9时30分发起冲锋，分别由东南，东北两个方向进入敌阵，11时全歼守敌。当日23时，敌人分三路进行反扑，七十二团顽强坚守阵地，连续击退敌人反扑。
在二十四师夺取范家堡的时候，二十二师六十六团以一小部兵力对刘家场坊进行佯攻；热河独立四师两个连进占屠宰场，向张兴庄、宁园、华北体育场进逼；二十三师山炮营压制敌纵深火炮，对顺利攻克范家堡起了很好的配合作用。
此次战斗还得到了特种兵纵队炮三团三营的有力支援。攻击范家堡据点的前一天，八纵给特司首长打电话，要求次日在王串场北边宜兴埠的炮三团三营给予支援。1月8日8时05分，三营开始对王串场之敌进行炮火轰击。该营的155榴弹炮初试锋芒，显示了威力，炸塌了敌人的水泥碉堡。这次战斗既完成了试炮任务，还有力地支援了步兵的战斗。炮三团三营还射击了天津北站、北洋大学等处的敌人，均命中目标。车站附近敌军房屋中弹起火，大火持续燃烧近5个小时。我炮兵的准确射击和155榴弹炮破坏水泥碉堡工事的强大威力，对敌人形成了极大的威慑。当晚，刘亚楼在指挥部里打电话询问三团三营的试炮情况，连声称好。
10日17时，担任民权门突破的二十三师七十团四连，向范家堡左前方300米处敌一个地堡群发起攻击，激战至17时40分，歼敌两个排。至此，民权门外敌人据点全部被拔除。
12日16时30分，二十二师六十六团三连配属师山炮营攻击刘家场坊，激战4小时，曾一度占领敌阵地，但因地形不利，遭到敌人暗火力点从侧翼射击，部队伤亡过半，撤离战斗。纵队决定待总攻发起前再次攻取该点。
九纵担任津南突破。津南是广阔的沿海洼地，被河流沟渠等分割成复杂的水网地带。树木、芦苇均被敌人烧光、砍尽，再加上敌人放水漫地，整个南郊几乎一览无余。即使是少数人查看地形，也会引来城头上敌人猛烈的射击。南郊原有许多砖瓦窑，众多砖民以此为生计。国民党军为修筑城防工事，不管人民死活，将这些窑场毁坏，并利用其作为防御工事。
津南敌外围主要据点是灰堆。灰堆位于天津东南角上，距城防不到1000米，有独立的防守体系。外围有一道外壕，壕外是铁丝网和鹿砦，壕内明碉暗堡星罗棋布，交通要道和易于接近的地方都布成雷区。陈长捷以4个保安团和1个支队近4000人在此驻守，与天津城防守敌成犄角之势，互相支援，形成严密交叉火力。
九纵二十六师、二十七师担任攻克灰堆的任务。攻击部队首先进行3天准备。侦察分队几次出动，均未得手。七十八团八连连长先后5次侦察，都没搞清敌人火力部署。晚上10点多，连长只身从敌人碉堡下的水沟里爬了进去。正当他仔细观察敌人火力配备的时候，一个敌班长出来查哨，连长一个敏捷动作，擒住对方，并故意向两旁下达命令：“三班长注意左边敌人！二班长注意右边敌人！”
并命令敌班长向碉堡里喊话，让里面的人出来投降。敌班长以为解放军大部队真的摸过来了，赶紧老老实实照办。“弟兄们，解放军打过来了，快放下武器，出来投降吧！”碉堡里6名敌兵一听，都乖乖地跑出碉堡投降。连长孤身入敌营，抓回来7个舌头，终于弄清了敌人的情况。
1月5日3时，部队进入进攻出发地。天很黑，寒风呜呜地叫，二十六师七十七团指战员在夜色和风声的掩护下，冒着严寒匍匐前进。他们的进攻目标是位于灰堆和天津之间的一座造纸厂。拿下这座造纸厂，就等于关上了灰堆敌人退回天津的大门。6时30分，一直插到灰堆和造纸厂中间的七十七团指战员突然发起攻击。
敌人拼命顽抗，以两面炮火夹攻七十七团。指战员们英勇作战，经3小时激烈争夺，拿下造纸厂。截断了灰堆守敌的退路。9时，担任主攻的八十一、七十八团在特种兵纵队炮一团二营及队属炮兵共6个炮兵连的掩护下，向灰堆守敌发起冲锋，仅5分钟就打开了突破口。突破后，突击队顶住敌人数次反扑，并扩大了突破口。后续部队迅速插入灰堆纵深，投入巷战。与此同时，八十团一举攻占大何庄后，转兵向西协同主力攻歼灰堆守敌。敌人四面奔突企图逃进天津城内，天津守敌亦欲出城接应。七十七团腹背受敌，战斗异常激烈。指战员顽强坚守阵地，击退两面敌人一次又一次疯狂冲击，使敌人突围和增援的企图终于落空。13时，灰堆守敌被全歼，活捉敌少将白英杰以下3000余人。
十二纵三十四师于1月5日进至天津市南大小南河一带集结，准备从马场附近突击。扫清外围据点的任务由该师一○二团配属师警卫营担任。1月7日上午攻击开始。师山炮营首先摧毁了敌前沿工事，突击连九连在炮火掩护下，一举突破敌人前沿阵地，并乘胜向纵深发展。随后，第二梯队投入战斗，向各据点发起进攻，迅速攻克赵家坝、李七庄、纪家庄等敌外围据点，歼敌百余名，残敌仓皇逃入城内。
扫清外围后，三十四师归九纵指挥，调到前后尖山子以南地域，准备与九纵二十六师并肩实施突击。
三元村、鲁西义地、安徽义地位于天津西部南运河两侧，丁字沽、霍家咀位于天津西北部北运河两侧，这些敌外围坚固据点都是二纵主要突击方向和助攻方向。从1月7日开始，二纵担任外围战斗的四师十团、六师十八团、独立七师一团及野司警卫团分别对上述敌人据点展开攻击。
1月7日，独立七师一团二营在炮火支援下，首先向丁字沽发起攻击，经激战，全歼守敌一五一师四五一团1个连，俘敌30余人，并击退敌1个营的3次反冲击。
三元村敌外围据点及其西南地堡群以坚固房屋为工事核心，周围筑有16座地堡，设有雷区、铁丝网等障碍物，并可得到天津城防火力支援。六师十八团二营担任扫除该据点的任务。1月8日15时30分，二营在师山炮营2个连、纵队炮团3门榴弹炮、4门迫击炮支援下发起攻击。主攻四连在炮火掩护下沿交通壕逼近敌阵地，在障碍物中开辟通路，随即突入敌人阵地，逐堡歼敌。十班爆破手小侯将爆破筒推进敌人地堡，与敌人反复推顶3次，最后用身体顶住爆破筒与敌人同归于尽。连主力突入后，多路出击，分割围歼，经30分钟激战，扫除三元村据点，歼敌百余人。与此同时，五连攻克三元村西南地堡群。和平门敌人企图增援三元村，被我炮火和四连、五连击溃。
鲁西义地和安徽义地位于南运河北侧，两处据点有70多个地堡，四周挖了壕沟，壕外是鹿砦、绊马索、铁丝网和雷场。并可得到天津城防火力支援。守敌是六十二军2个加强连。
四师十一团一营和团警卫连攻打鲁西义地，三营攻打安徽义地。1月9日15时50分，师炮兵营及纵队炮兵团对鲁西义地和安徽义地实施破坏性射击。刹那间，敌人阵地火海一片。16时05分，一营、三营分别发起攻击。突击连九连一排在机枪火力掩护下，对安徽义地实施强行爆破。一排在连长邹洪奎指挥下，4分钟炸开4道障碍物，完成开辟通路任务。随后以勇猛动作从安徽义地侧翼打开突破口，插入纵深。3个排分左、中、右路穿插分割，很快占领据点西半部。连长率领三排向纵深发展，至白庙东侧与反扑而来的敌人遭遇，连长中弹牺牲。指导员李洪印立即命令二排支援三排。二排副排长王明清带领五班、六班迂回敌人侧后击退敌人反击。连长牺牲，激起战士们怒火，残敌惊慌失措向城内溃逃。全连发起勇猛追击，敌人无一漏网，仅用16分钟歼敌百余人，占领了安徽义地。
与此同时，二连和团警卫连连续炸毁敌地堡25个。二连在进攻中遭到敌人顽固抵抗，密集的机枪子弹在二连前进道路上形成一道火网。二连五班长赵文机智地绕到敌地堡后侧，连投3颗手榴弹将地堡中的敌人击毙，接着又炸毁两个地堡。随后，赵文和战友杜炳宽冒着枪林弹雨匍匐前进，迅速接近敌人最后一个子母堡，在距母堡30米的地方连续投出十几颗手榴弹，乘着烟幕冲进地堡，将敌排长俘获，迫使另外5个地堡的敌人投降。经过1个多小时的激战，二连和警卫连攻占了鲁西义地。
此后，敌人连续3次疯狂反扑，企图夺回据点，均遭到二连和警卫连迎头痛击。10日，八连接替二连坚守鲁西义地。11日拂晓，300多名敌人再次扑向我阵地，趁八连机枪手孙海山负伤火力减弱之机，突入三班阵地。在这千钧一发之际，身负重伤的战士王和拉响了手榴弹，与敌人同归于尽。八连和警卫连指战员奋勇增援三班，与敌人展开肉搏。指战员们以一当十英勇战斗，但终寡不敌众。
危机时刻，机枪手孙海山苏醒过来，抓起机枪向敌人猛扫。敌人的反扑被又一次打退了。
1月13日，野司警卫团攻占霍家咀据点，歼敌一五一师2个排。至此，二纵正面外围敌人据点全部肃清，为突破城垣扫清了障碍。
一纵突破地段敌主要外围据点有张八坟据点、小西营门外支撑点、敌44号碉堡西南地堡群、胜利门外四座坟地堡群、48号碉堡外围地堡群、马家桥附近地堡群等。其中张八坟和四座坟据点为敌主力六十二师二○一团据守，工事较强，对我军突破威胁很大。
张八坟位于天津城西600米处。该据点南北长600米，东西宽100米，由1个母堡和10个子堡组成，构成交叉火网，各堡之间有交通壕相连。子母堡周围有2道铁丝网、鹿砦，有雷区和外壕等。小西营门支撑点在张八坟东侧，距城100米，有1个3米高的钢筋水泥母堡和4个子堡组成，城墙上的火力可以控制这个据点。
一纵二师六团二营担任拔除张八坟和小西营门据点的任务。
攻击前，二营将交通壕挖到了张八坟据点前沿。1月5日14时，二营在十余门各种火炮和2挺重机枪的支援下，向张八坟据点发起攻击。四连在我炮火掩护下，迅速引爆了地雷区，并连续炸开鹿砦和三道铁丝网。通路开辟后，炮火延伸，集中机枪火力压制地堡。爆破班乘机炸毁母堡前面的两个子堡。四连随即发起冲击。经40分钟激战，全歼守敌。