将岐山和中牟的防御交给了跟随的第4集团军，新编第一集团军补充了弹药和给养后，继续往西推进，近两天时间就抵达了开封城外。驻守开封的是日军第37师团和独立混成第7旅团，这两只部队在日军攻陷开封后就像其他日军一样，干了不少人神共愤的事情。现在到了清算的时候了。
在新编第一集团军的强大火力碾压之下，日军部署在开封城外的据点纷纷被扫平，大炮架到了开封城下，零星的炮击很快开始。
担任主攻的还是孙立人的新一军，其他两个军则守卫着其侧翼。新一军的155mm重型榴弹炮一发接一发地发射着重型炮弹。日军部署在开封城内的仓库、军营、炮兵阵地、防御工事在炮弹的爆炸中一一拔出。一开始第37师团还认为是之前中国侦察机探明了日军的位置，从而在夜晚改变了设防的位置，不过第二天白天依旧在精确的炮火下损失惨重。接连三天这样的定点炮击让日军吃不消，无法组织起像样的防守，而开封城外的中**队却已经做好了进攻的准备。不但是原来的西面，现在开封城四周都出现了新编第一集团军的士兵，开封的日军已经跟日军第12军的联络已经被切断，第37师团和独立混成第7旅团近4万人的日军被围困在了开封城中。
如果有日军抬头向太阳的方向望去的话，可能会注意到漫天的硝烟中空中的那个白点。正是第一浮空舰队派出的一艘高空舰在开封上方时刻观察着日军的动静，并指挥炮击作业，这才使得被城墙阻隔的开封城中的情况被新一军清楚地知道。上一次对黄河北岸的炮击，也是在这艘高空舰的指挥下进行的。
这艘“天云级”高空舰的首舰——天云号高空舰是三个月前服役，并装备柳哲生指挥的第一浮空舰队的。这一次为了辅助此次被定为“豫东会战”的战役，专门从新疆将其调来负责空中监视和指挥。
天云号高空舰外表就像一个飞碟，直径100米左右，高50米左右，下方中央就是其主要的负重所在。天云号正常的工作高度就是两万米，这个高空在之前尚未有人类抵达过，所以天云号上的一切设施可谓是中**工的最高水平。在密封加压的舱体中，有20名乘员在这里工作和生活。他们负责对地面侦查、拍照，然后将消息通过无线电传至地面。
同样天云号还充当了空中预警雷达的作用，在其上装备的雷达性能虽然达不到浮空基地上的那么好，但是同样能探测150公里左右的领空。跟地面的雷达站相比，部署在天云号之上的雷达没有地形的死角，而且移动起来更加方便，是地面雷达非常有益的补充。
天云号的另外一个用途就是充当信号转发站，有了它以后，原本通信距离有限的无线电话和无线电报适用范围更广了。不过这个功能还处于开发之中，这一次作战是暂时用不上了，参战部队还是得依靠自身的功率进行点对点的通信。
天云号上大功率的相机和大口径的望远镜将日军在开封城中的活动一一收入眼底。之前的一天，日军冒险派出了一个中队的步兵前往城墙，增强那里的防御，被观察员发现，很快通过无线电呼叫来新一军的远程火炮。数发榴弹在日军赶到城墙下之前破空而至，一个中队的日军就这样被炸得魂飞魄散，残肢飞出了一百多米，挂在水塘的树上，看起来要多惨有多惨。
在天云号指挥下接连三天的炮击让日军彻底放弃了固定的防御设施，日军带着弹药躲进了中国居民的房屋，将那里霸占，为接下来的巷战做准备。由于怕误伤平民，新一军并没有对居民区的炮击，这让日军抓住了最后的一线生机。
3月8日，新一军出动了，从开封城的西门进入。城门和城墙早就在强一天袭者投下的重磅炸弹下垮塌。虽然破坏这些千年文物非常可惜，但是为了减少作战的损失，也不得不这样做。打头推进入城的当然是数架M3轻型坦克了，新一军的步兵跟在其后。要跟这些人打巷战，日军第37师团和独立混成第7旅团可算是倒了大霉。在缅甸丛林中那一年，新编第一集团军除了一开始有战斗任务外，其他时间都花在训练上了，而巷战这一条，又是训练的重中之重。因为司令罗卓英和军长孙立人等人都知道，培养他们这样一只精锐的部队不是拿来看的，而是为了去收复被日军占领的国土，那么一来巷战是不可缺少的。
在低矮的房屋群中，M3轻型坦克的优势非常明显，它的装甲可以有效抵御日军枪弹、掷弹筒和迫击炮的袭击。而日军的山炮和野炮早就被炸毁，少数的几门对坦克有威胁的战防炮一露面就被坦克炮或火箭弹给消灭在了民房之中。
而M3轻型坦克上的那门37毫米坦克炮以及三挺机枪却对日军有非常大的威胁，脆弱的民房只要挨上一炮，躲在其中的日军非死即伤。这些美国底特律克莱斯勒坦克厂出产的坦克在开封的巷战中起到了非常大的作用。
除了M3轻型坦克外，新一军的士兵还配备了三样巷战利器。那就是单兵火箭筒、汤姆森冲锋枪和火焰**器。前两个的作用不用说，长短结合将日军打得鬼哭狼嚎，而火焰**器在战斗中发挥的巨大作用让新一军的将领和士兵感到非常的吃惊。
原本新一军是没有装备火焰**器的，因为在缅甸的丛林中这种武器恐怕会引发难以收拾的森林大火。根据在南昌和九江的巷战经验，这一次军委会也将火焰**器作为需要列装的武器之一拨付给了新一军。等这些火焰**器实际投入使用后，新一军的士兵才体会到这些武器有多么的惨无人道，不过这是对日军而言，新一军的士兵表示很喜欢。
只要对着日军正在射击的房屋一喷，长长的火苗就飞出数十米，将面前的一切点燃。刚刚还负隅顽抗的日军就变成了火人，惨叫着从燃烧的房屋中奔跑出来，这些火人想通过在地下打滚来扑灭火焰，不过这些跟凝固汽油弹的火焰一样，沾在身上就扑灭不了了，不一会就变成了焦炭。深受空军投掷凝固汽油弹“惊吓”的日军实在太害怕这种来自地狱的火焰侵袭，于是在几个典型之后，只要看到中**队拿着这种武器，日军投降的概率就变得相当之高，这种收获是之前从未考虑到的。这也是新一军俘虏了近万名日军的主要原因，日军不怕死，就怕死无全尸。
巷战进行了2天时间，不大的开封城中的日军要么被击毙，要么就投降了新一军，千年古都开封回到了祖国的怀抱。日军第37师团师团长安达二十三中将非常后悔没有向东面突围，他亲手烧掉师团旗，然后剖月复自杀以谢天皇。
开封城的光复在第一战区引起了极大的震动。日军第37师团和独立混成第7旅团居然在5天时间中就被全歼，那可是有近四万精锐的日本兵，还有一个山炮兵联队提供火力支援。以往这样的兵力足以在中国守军身上拉开一个大口子，但是却被人数为3.4万的新一军所剿灭，新一军付出的代价是在巷战中伤亡两千人而已，这简直是一场不对称的战争。此前对新编第一集团军的各种嫉妒和偏见都消失了，别说军级单位，那8个集团军任何一个恐怕都不能取得如此的战绩，装备好是一方面，在指挥上和战术上的良好修养才是真正使得新一军取得如此大捷的原因。
而无论是新一军军长孙立人，还是新编第一集团军军长罗卓英都认为这个胜利毋庸置疑。如果连小小的一座城市都无法攻克的话，何谈收复国土新一军在开封城中稍微休整了一下，另外两个军继续前进，将日军部署野外和乡镇中的重要据点一一扫平。借助大量的卡车，新编第一集团军很快推进到菏泽、商丘、毫州一线，跟固守在这里的日军第12军形成了对峙的局面。
开封的防守交给第28集团军，第一战区司令长官卫立煌严令第28集团军司令李仙洲加强防御，特别是隔着黄河的封丘和长桓地区的日军。因为如果日军成功渡河的话，新编第一集团军就会被切断后路，让这样一只精锐集团军损失在第一战区，而且是军委会直辖的部队，中央军中的中央军，这是任何人都无法负担的后果。即使第28集团军归汤恩伯管辖，而汤恩伯很不满卫立煌和新编第一集团军，但是汤恩伯也不得不重复了卫立煌的命令，要求第28集团军的司令李仙洲一定不能大意。