大同前线指挥部给王尚荣独一旅任务是要守三天，等待援军，卓资扼傅军出援之门户，首当其冲，责任重大，战前王尚荣和朱辉照政委及全旅领导深入部队做了战斗动员，落实了防御部署，精心筹划，其部署为；以二团配置在卓资山以西山顶高地组织防御；35团三营在卓资山东北高地组织防御，团主力配置在大、小南沟为二梯队，准备向西山顶等地实行反冲击；714团主力为机动兵力一个连在西南高地掩护二团侧翼。9月5日拂晓前，敌以三个师兵力，安春山新31师，暂11、17师在一个炮团强大炮火掩护下，向卓资山阵地猛攻。二团坚守阵地，顽强抵抗，击退攻方多次成连成营的连续攻击。到中午12时许，西山顶二营阵地失守，教导员王承烈牺牲。特务连和三连实行反冲击。阻止敌扩展。北线敌占领头道沟东面高地后，迅速向卓资山南实施迂回包围。沿铁路南侧进攻之敌也突破一营阵地，从西面向卓资山实施迂回包围。714团主力配置过远来不及增援，形势恶劣，其情景简直就像解放军运动包围战。王尚荣不得不在敌合围之前主动向东南方向撤走，以免被包围消灭，这是王一生中打的最不顺手的一仗。原定守三天，实际只守了八个小时，远远未能完成预定防守计划，又伤亡500余人。　　

　　张宗逊原来估计，独一旅可以守三天，没想到损失那么大，那么快失守，增援部队二个旅还在路上，卓资已失守。敌占卓资山后，我军还是没有判断清楚敌之主攻方向，中央军委电报估计敌军可能有3种动向1、呆在卓资山不动，2是向凉城推进（仍旧考虑凉城、丰镇为敌之主要增援路线），第3才是进攻集宁，决定在凉城附近麦胡图集中主力以观其发展。相比其他战场，华北情报工作作得很糟，在其他战场上，这样重要敌情，我军在1-2天内应已得到全部作战计划。正是在这种没有情报情况下，9月7日，傅之主力暂3军之暂11，17师，35军新31师经平绥铁路以北的火石坝秘密东进。8日，到达集宁西北地区隐蔽集结，（用兵迅速秘密而隐蔽）。

　　我军由于侦察不力，迟至8日晚才知傅部已东进，马上将主力转向集宁。这时两军区决定，敌围魏救赵，我针锋相对，围城打援，主力增援集宁，我军主力相继赶到集宁，计有358旅，独一旅，陈正湘四纵队2个旅，教导旅，并令杨苏一纵队除留一个旅守延庆，另两个旅迅速赶来增援，骑兵旅，独立第三旅特务团，绥蒙军区第七团，骑兵团等等全部赶往集宁，对集宁城下敌军形成绝对优势。两晋军区仅留杨成武纵队和地方部队继续围攻大同。

　　我军共集中8个多旅，4万多人，配合集宁守军，准备全歼傅之先头部队董其武中路1，3万余人。黄新廷的358旅进至八英滩，和卓资撤下的独一旅靠拢，李湘的教导旅、二纵萧应堂的四旅进至八英滩附近的三股泉，四纵邱蔚11旅进至苏集车站，一纵两个旅到达集宁城东。拟乘敌向集宁进攻时，集中兵力向敌后方进行全面突击。