平津战役结束，华北第2、3兵团改编后即于1949年3月初向太原进发，参加太原战役。
3月上旬，曾思玉、王昭、唐子安、傅崇碧率第64军从北平西郊及昌平地区分途出发，沿着平汉线徒步南下，行到石家庄市时，因为64军参加了攻打石家庄，石家庄市市长柯庆施请曾思玉、王昭、唐子安、傅崇碧等64军师以上领导吃饭，并欢送部队去打太原。当时，毛泽东等中央领导已经到了西柏坡，杨得志、李志民、耿飚即带着曾思玉、王昭、唐子安、傅崇碧等七八人到西柏坡见毛主席。毛主席对他们说：“北平解放了，你们要打太原，以后还要打西北，现在全国形势很好。”毛主席还要他们不要再破坏铁路了，说将来都是我们的了，还要他们注意搞好军民关系，进城后不要乱占学校。
接着，曾思玉、唐子安等又率队沿正太路西行，经井陉、娘子关、阳泉、寿阳、榆次等地，直扑太原。经18天的长途行军，于3月下旬抵达山西徐沟县地区集结。
太原市是华北军事战略要地，山西省省会，位于晋中平原北部，东倚罕山，西濒汾河，南为平川，北为丘陵，地形险要，城墙高大，易守难攻。该
市人口40万，是正太铁路、同蒲铁路的枢纽，工业比较发达，有钢铁厂、机械厂、兵工厂等80多座工厂，能造山炮和多种常规武器，是山西土皇帝阎锡山长期经营的反共反人民基地。早在抗日战争爆发前，阎锡山为维护其统治，即利用太原近郊地形修筑了一些永久性工事。日本投降后，阎锡山回到太原，其留用收编了日军军官多人为顾问，增修碉堡，筑城建阵，在北起黄寨、周家山，南达武宿、小店镇，西至石千峰，东到罕山的所谓“百里防线”内，依山就势，修筑了种类繁多的外围据点、纵课阵地和防御工事。有各式碉堡5000多个。城东之牛驼寨、小头、漳马、山头、城东北之卧虎山，城东南之双塔寺等要点，都筑有碉堡群为骨干的永久性工事，成为阎锦山固守太原的重要屏障。每一主阵地，挖成削壁、外壕、地雷、铁丝网重层密布，星罗棋布，纵横交织，互相支援，把太原变成一个堡垒地带。城周有铁路，南北市郊筑有机场。使太原城攻防兼备，易守难攻。
当时阎锡山在太原的守军约10万人。其中还有阎锡山收编的侵华战犯今村、岩田等日军官兵3000多人。敌军兵力部署：在外围的4个防守区，集中11个师、21个保安团防守。城内中心防守区以特务团、宪兵团、装甲团防守，并以7个师的兵力为预备队。
为攻占太原，最后消灭阎锡山反动集团，徐向前奉中央军委指示，指挥17个旅约10万人，于1948年10月5日发起了太原战役。从10月5日到10月16日，徐向前指挥部队从南北两面突破了敌人的“百里防线”，打开了东山的门户，占领了敌人的南机场，毙伤俘敌师长郑继周以下1300余人。
为了不使因太原攻克过早，迫傅作义放弃平、津南逃，增加尔后歼敌的困难，11月16日，中央军委致电第1兵团前委，对太原围而不打。
1949年3月17日，中央军委决定组成太原前线党的总前委和前线司令部，以徐向前为书记和司令员兼政治委员。3月28日，彭德怀由中央驻地返回西北途经太原时，见徐向前身体不好，遂留在太原前线，加强指挥。
此时，太原敌军经战役阶段打击，已伤亡达4万余人，而阎锡山又七拼八凑了10万余人。但敌战斗力削弱，处境岌岌可危。
3月31日太原前线总指挥委决定：第一步，先打外围，以穿插分割战术，将敌主力歼灭在外围；第二步，集中全力攻城，全歼困守之敌。第19兵团的任务是和晋中军区部队由城南、城西突破敌人防御，歼灭南区和西区守敌后，由首义门、大南门攻城，其中第64军的任务是配属兵团炮兵团、东北野战军炮兵师2个营，同晋中军区独立第4、5、6旅，在第7军19师的协同下，攻歼汾河西之敌。于是，第64军与晋中军区组成联合指挥所，由曾思玉和晋中军区司令员罗贵波统一指挥。
第64军的具体任务是：先歼灭汾河以西敌赵恭总指挥部等敌军，尔后，从水西门及西南角，协同兄弟部队完成总攻太原城垣的助攻任务。
4月9日上午，曾思玉、唐子安、罗贵波等和64军、晋中军区各师、旅长，在侦察部队的掩护下，进抵到汾河以西南侧敌防御阵地前沿进行现地侦察。
汾河以西地区很狭小，且有汾河之险，河东岸还有坚固据点，并在西山许多山峰上都构筑了要塞工事，还构筑了坚固隐蔽的远射程炮兵阵地，妄想用炮火控制汾河西岸一长条狭小的平川，以打代守。
曾思玉、唐子安、罗贵波等重点侦察了南屯、南上庄地段敌人的防御设施、敌情、地形和民情等情况。特别对南屯的3个碉堡进行了重点观察。南屯的3个碉堡中的一、二号碉堡是阎锡山向中外新闻界吹嘘的“难以攻破的砖石洋灰堡”，而三号碉堡更是所谓“更坚固的青石灰钢筋的好汉堡”。这3个碉堡控制着汾河西岸的两条干水渠和南屯至汾河的一段开阔地段，犹如敌军的3颗“门牙”，是64军指战员突破南屯、南上庄守敌防御的3个钉子。
当天下午，在晋中军区司令部驻地召开了有 64军和晋中军区师、旅长、政委以上参加的作战会议。唐子安参加了这一会议。会上听取了晋中军区司令部情报部门关于敌情及敌防御部署特点等情况的介绍，与会者重点分析研究了敌情和打法。
唐子安根据与会者的各种意见，拟出了作战计划，大意为；一、关于判断敌情：1.敌若事先发觉我军准备攻击，为防我军截断退路，可能预先收缩兵力，利用大王村南北地带为依托，进可攻，退可守；2.敌在我发动攻势后，可能边打边退，收缩兵力固守主要据点，放弃次要据点；3.敌遭我军强大攻势后，可能迅速收缩兵力退守太原城中。二、关于敌之特点；由于敌人在东山作战时采取了“以攻代守”的作战方法，因而遭受了我友军之严重杀伤后，敌人甚感兵员补充困难，在作战方法上可能改为“以打代守”，依靠工事为屏障，使用火力战和地雷战来消灭我军有生力量。阵地的组织可能利用村庄或庙宇等自然地物，以交通沟联络纵深碉堡群。火力配备以多、坚和高、低的相互结合。三、关于兵力部署：第一步要先扫清外围，首先拔除3座碉堡这3个钉子，并力求在外围消灭敌人的有生力量，集中绝对优势兵力火力，而后围攻太原城，直扑大王村敌军首脑赵恭的指挥机关，用猛插分割动作切断洋灰桥敌人退路，再回头扫荡汾河以西残敌。
唐子安拟定的这一作战计划，得到了与会者的赞同。会后，唐子安即命令司令部作各种战前准备，明确了各师、团的战斗任务：第192师并指挥569团、兵团炮兵团，军炮兵团、191师迫击炮营为第一梯队，在汾河西岸至义井地段突破，首先以主要兵力攻歼南屯、南上庄守敌，其中重点拔除3座碉堡。并以一部分兵力相机占领小王村，以火力封锁汾河以西之敌，切断敌之退路。而后，协同190师、191师攻歼汾河以西之敌。190师为第二梯队，当192师攻占南屯、南上庄后，即在南上庄地区加入战斗。191师为军预备队，准备在192师突破后，视情况加入战斗向有利方向发展进攻。东北野战军炮兵师，两个榴弹营，为军炮兵群，配置在吴家堡、武家庄地域。
4月11日，64军的基本指挥所移于吴家堡，前进指挥所设于吴家堡北侧河堤上。当天，第192师第一梯队的部队，即迅速隐蔽接敌。之后，便紧张地进行了突破的准备工作。实施了土工近迫作业，挖交通壕，构筑抵近射击的各种炮兵阵地和各种弹药室、掩蔽部等。
这期间，曾思玉、唐子安和第一梯队的师、团指挥员、反复侦察了南屯、南上庄地域的敌情、地形，实地研究确定了突击道路、突破点以及如何扫除进攻障碍等问题。唐子安批准了攻碉方案：由192师575团3营完成攻碉任务，并批准了团营连制定的攻碉方案。
4月18日黄昏，192师575团3营8连指战员以神速动作，夺取了南屯东南汾河水渠堤上的两个“砖石洋灰碉”，9连指战员攻克了3号“钢骨水泥好汉碉”，唐子安立即派了司令部参谋冯书到3营了解打敌洋灰碉堡的经验并推广，从而克服了部分战士怕敌洋灰碉堡的思想。
敌人的3个碉堡被拔掉后，打开了汾河西岸阎军的整个防御体系的侧翼和攻取南屯、南上庄的大门。
这时，侦查兵在太原城内抓住了一个国民党上校军官，在审讯中这个军官表现得非常顽固，审讯干部要求给他动刑，唐子安得知后，当即制止。深夜军部伙房做了点夜餐，唐子安没有吃，而是给了俘虏的军官吃，当他听俘虏是湖南口音后即用家乡口音与俘虏军官畅谈家乡的山水情况，同时阐明我军的俘虏政策，并以副军长人格向俘虏军官保障，只要他说清敌方情况，愿意留下来可安排到教导队当教员，愿意回家发路费。唐子安最后还对俘虏军官说：“今天打下太原，明天就会解放湖南，到那时我一定去你家乡看你，到时候你可要给我做点好吃的。”俘虏军官被唐子安的真情打动，交代了敌情。
4月20日5时15分，总攻太原战役打响。解放军各部队都按照预定部署，分兵10路长驱直入，猛插分割，攻击歼敌。
当64军先头部队突破敌阵地后，俘虏军官即在1:5万地图上指示了敌人的火力点和弹药库的位置，我军炮兵遂实施有效的火力袭击，彻底摧毁了敌人火力点和弹药库，使纵深战斗顺利进行。
64军第一梯队从南屯、南上庄东北方向突入村内后，575团的1、2 营分别由南屯的东北角和西北角突入了村内。与此同时，574团1营也从南上庄东面突入村内。全歼守敌后又以一个连冲至村北半里远的新庄。这期间，各参战部队都乘胜以猛插分割动作展开了汾西扫荡战，并用火力封锁了敌人向太原城的逃路洋灰桥。这时，在前指的唐子安下令第二梯队参
战，协同第一梯队猛扑敌设在西区的指挥机关。两梯队经8小时激战后汾河西敌溃不成军，仅一小部分敌人狼狈逃往城内。敌西区总指挥、第61军军长赵恭乘坐汽车逃到洋灰桥头时被64军的炮火击毙。战斗又进行了 4 小时，570团5连攻占了洋灰桥，完全切断了敌军退往太原城区的退路。568团9连也配合营主力，全歼了万柏林地区之敌。战后该连荣立大功获“勇猛穿插汾河西、神勇制胜”奖旗一面。到4月20日17时，汾河西敌人全部放下了武器。
4月24日5时50分，攻打太原城垣的战斗打响。唐子安把军前进指挥所设在汾河东岸洋灰桥北侧的大堤上。他和曾思玉等军首长用大倍望远镜观察第一梯队突破的情况。上午7时左右，190师师长陈信忠在电话中向唐子安报告：“继水西门北城墙突破成功后，水西门被炸开，师主力分由两路入城投入巷战，部分敌人向煤山、伪省政府方向逃窜。”
曾思玉、唐子安判断，敌人此举是要收缩靠拢，负隅顽抗。为了实现分割歼敌的目的。立即使用了军的第二、第三梯队。唐子安传令：第191师、第192师迅速由第190师南、北分别重开突破口入城投入巷战，穿插分割歼敌，发展进攻，不给敌人以喘息的机会。
8时45分，第191师从第190师的突破口和水西门入城。至此，64军的3个师全部楔入太原城内。各师突入城后，即分向煤山、伪省政府、太原绥署、山西银行等敌核心工事发展进攻。
上午10时许，第190师、第191师逼近伪省政府、太原绥署、山西银行等地，对守敌发起攻击。战至11时50分，随着煤山守敌的最后投降，各攻城部队在煤山胜利会师，太原城宣布解放。
由于太原城被久困，城中粮食奇缺，粮食、油盐比金子还贵。我军破城之后，老百姓到处抢粮，一些奸商也趁机哄抬物价。唐子安迅速带领警卫员赶到现场，明枪示警。身材高大、说话声音洪亮的唐子安把在场的人全都镇住了，当他听说有老百姓和俘虏吃生米撑坏了肚子，甚至发生了撑死人的事故，立即赶到军管会说明情况，请地下党做好群众工作。唐子安还亲自赶到俘虏营向干部们说了久饿之后先吃稀的后吃干的道理。他还亲自给一个俘虏兵盛稀饭。一个大个子俘虏兵对他说：“老伙夫，多给我一点。”旁边人解释说：“他不是伙夫，是唐副军长。”俘虏兵听了，扔下碗就走。唐子安一把抓住俘虏兵又盛了一勺。这个俘虏兵双泪俱下地说：“我在那边，连班长都打我，你这么大的官还给我盛粥。”这件事情在俘虏营传开之后，使广大的俘虏兵认清了人民军队是改天换地的军队。后来，这个大个子俘虏和其他许多俘虏一起参加了解放军，在800里追歼战中多人立功受奖。唐子安一勺稀饭教育了一大批俘虏的故事在全军上下传为佳话。
5月10日，太原5万军民隆重集会，欢庆南京、太原解放。长期遭受阎锡山残酷统治的太原人民扬眉吐气，把一面精心制作的锦旗献给了自己的子弟兵，上面写着7个大字：“人民英雄无敌手!”
