第94师的防线最先被突破。国军坦克冲到师部所在的河沟时，师长正在烧文件。一辆二九式坦克停在河沟边，炮塔转过来对准了河沟里的苏军指挥所。师长举起双手走了出来，身后跟着参谋和警卫。师政委抓起一支冲锋枪试图反抗，被坦克机枪当场击毙。

第192师的残部被压缩在包围圈中央一块不足三平方公里的洼地里。炮弹不断砸在这块巴掌大的区域内，洼地里烟雾弥漫，到处是尸l和燃烧的车辆残骸。独11师从北面攻入洼地后，苏军士兵开始成批投降。有人把步枪举过头顶跪在地上，有人从弹坑里爬出来挥舞着白布，还有人直接扔掉武器朝国军阵地方向跑来。

中午，苏军残存的坦克全部被摧毁或缴获，炮兵阵地被逐一占领。包围圈内残余的苏军被切割成几个孤立的小块，彼此之间失去联络。

下午，独14师攻入第17集团军司令部所在的那片洼地。集团军司令坐在地上，靠在被打坏的指挥车轮胎上。他的参谋长中弹身亡，尸l倒在不远处。司令看着围上来的国军士兵，缓缓举起双手。身边的警卫排还想抵抗，被机枪扫倒。

蒙军骑兵师的抵抗在下午三点完全瓦解。第6骑兵师师长带着几个团长策马向北逃窜，被国军装甲部队追上拦截。师长弃马举手投降，他的部下们纷纷下马扔掉武器。第7骑兵师的残部沿着干涸河沟向东北方向逃窜，在边界线附近被国军骑兵团截住。短暂交火后，残存的蒙军骑兵全部下马投降。

下午五点半，最后一股有组织的苏军抵抗被消灭。第94师的一个营在包围圈西北角一处低矮丘陵上负隅顽抗，火力点设在山顶几块大石头后面，居高临下向国军射击。独11师调来四门九二式步兵炮，连续轰了二十分钟将山顶石头炸成碎石，然后两个连的步兵从两侧包抄上去，用手榴弹和冲锋枪清理了最后的残敌。

下午六点，白轩下达停止进攻的命令。

草原上，枪炮声逐渐停息。战场上空仍然弥漫着硝烟和燃烧橡胶的气味。一辆被击毁的苏军坦克还在冒着黑烟，旁边倒着几具国军士兵的遗l。更远处，被缴获的苏军卡车和火炮排成长队，在国军士兵的押送下缓缓向南驶去。

俘虏被集中在战场南侧一片开阔地上。经过初步统计，此战俘虏苏蒙军三万余人，其中包括第17集团军司令、第94师师长、第114师师长及多名团长。缴获各型火炮两百余门、坦克残骸及完整坦克近百辆、枪支弹药不计其数。

集宁前敌司令部里，白轩站在作战地图前，拿起红铅笔将包围圈内最后一个蓝色符号划去。然后他走到桌前，拿起笔亲自起草给太原的战报。他用手中的笔宣布，这场从10月2日凌晨开始的战役，已经结束了。

战报发出去后，他转身看向窗外。集宁城外，运送伤员的卡车正从北边草原上驶来。路边的蒙古族民运队员把水和干粮递给车上的伤兵。远处火车站方向，又一列记载物资的军列正缓缓驶入站台。

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