作战，袁庆荣指挥炮兵，并拨给尖刀连9辆汽车，每班乘1辆，由东南山口鱼贯向庙内冲击，决心在早晨全歼庙内之敌。

经过反复搏斗，终于突破敌阵，突入庙内。激战后将敌歼灭大半。ri'běn特务机关长盛岛角芳先率部逃跑，ri'běn顾问烟草谷与伪蒙军第7师师长穆克登宝也分乘汽车狼狈逃窜。

至上午9时30分，晋绥军收复了百灵庙。百灵庙一役，毙伤伪军七八百人，俘虏300余人，缴获炮3门、重机枪