在开封战役前，国军部队既在通许、陈留等县设立前哨，警戒开封，又借助开封城垣内外建筑设施构筑工事，并在重要地点借助有利地形构筑据点，抵御解放军进攻。其中城内据点龙亭自身易守难攻，且有其它据点配合，因而成为开封城内的核心据点，也是国军整编六十六师指挥部所在地。
开封邻近城市是开封驻军的外围补给站点，而开封城内的军需储备则为开封守军战时作战，提供着物资保障。开封周围通向开封的道路，为战时机械化军队向开封集结提供了方便。
一、情报搜集和导
1.情报站点分布与搜集传送
工欲善其事，必先利其器，在战争发动之前，必然要对自己和对方都有所了解和筹算。而对敌方的认知，需要战前相关情报的收集。情报收集对战争非常重要，它是发动战争的一个前提，“凡军之所欲击，城之所欲攻，人之所欲杀，必先知其守将、左右、谒者、门者、舍人之姓名，令吾间必索知之”。军队在进攻对方之前，需要先弄清楚对方的状况，包括敌军的统帅、设防地形、工事分布、兵力配置、武器配备、援军分布、军民关系等。若进攻敌人设防的城池或要塞，则更需要弄清楚守军部队番号、战斗力，以及对方的指挥部所在。
在了解对方情况后，经过和自己军力对比，方可作出战斗决定，“故曰：知己知彼，胜乃不殆；知天知地，胜乃不穷”。所以，情报收集既是发起战争的前提，也是取得战争胜利的一个重要砝码。在进攻开封之前，获取国军布防开封的城防情报，显然更有利于陈唐兵团攻坚。但是河南省府和国军早在开封战役之前，就对中共地下*和国府机关内部人员采取防范措施，在开封市区内实施户口清查，对开封各机关人员实施“防奸”逮捕行动。
陈唐兵团在进攻开封之前，就已获得开封城防图，“5月，为配合中原战局，豫皖苏区*委城工部和晋冀鲁豫中央局城工部指示开封地下*组织，加紧收集开封国民*军事、*治等情报。豫皖苏区*委社会部开封工作站、豫皖苏城工部开封县工委、豫皖苏一地委开封支部、晋冀鲁豫中央局城工部开封工委、冀鲁豫开封工委等地下*组织，都派人打入敌人内部，获取了《开封城防图》等有关重要情报，送交豫皖苏军区领导机关，及时转交华野总部”。
对于城防图的获取和传送，是开封地下*多人共同努力的结果。在国民*控制的开封实施情报搜集，必然需要掩护，包括身份、居所、传递场所等。隶属豫皖苏军区社会部领导的开封工作站（原隶属于八路军总部锄奸部），设在开封城内寺后街一家照相馆内。此外，开封北书店街的《中国时报》报社，开封市东大街的黄河书店等等，都是中共情报人员的秘密联络处。
中共情报人员王一沙利用作为国民*河南省*部下辖的文化服务社工作人员的身份，从事情报收集工作。国民*文化服务社位于北书店街，“它的主要任务是经售书籍、文具。印刷部则承印**机关、军事组织的报表册薄、书刊文件，包括机要或绝密文件”。王一沙在此工作，伺机收集河南省国民**府和军方的情报，非常便利。
年四五月间，王一沙获取开封城防图，“这是一张由国民*河南省开封城防司令部交印的‘绝密’‘开封城防图’。石印，四开张。城内城外、城墙街道，规整清晰。城防工事的布局，各级指挥官的指挥处所，子母堡的位置，火力配备，大炮、机枪阵地的部位，一一有形象标图，且有文字注明，非常详细，明晰而准确”。有了精确的城防图，就为陈唐兵团围攻开封有针对性的筹算部署，提供了极大的便利。开封城防图很快被送往禹王台的豫皖苏军区临时指挥部。
除此之外，另有在开封机场工作的情报人员获取了机场情报。多个情报人员在不同地点同时搜集情报，相对整个开封城来说缩小了搜集范围，加快了搜集速度。情报搜集范围的缩小，便于情报人员的观察、判断和把握，增强了情报的准确性。开封城防图，机场情报，以及开封城内外的其他一些情报，由开封工委负责人曾洁光核对、整理，并重新详细地绘制在一张图纸上，而后派人员经内黄集的交通站，过豫皖苏一军分区，最后送达界首军区所在地。
这样解放军在进攻开封前就弄清楚了开封的布防，做到了知己知彼。国军情报则不如解放军，“就本会战言，匪对我军动态，了如指掌，故能得心应手，进退自如；而我则如坠五里雾中，盲人瞎马，莫知所措，胜负之数，由此早已论定”。对比国共情报，解放军已掌握致胜的先决条件。
2.乡导
“不用乡导者，不能得地利”，地理对战争的影响至关重要，但是怎样具体利用地利呢？这不仅需要统帅的智慧，而且还需要当地人的协助。统帅虽熟知地图，却没有生活在这里的居民对这一区域的具体地形及河流、路况熟悉。乡导是指带路的人，可以是一村之乡导，也可以是一乡之乡导。开封虽是平原地区，地图标记与实际地况并不会出入太大，但乡导比地图更能精确掌握村乡道路曲直、远近捷径、河流深浅等。
陈唐兵团深夜行军至开封南郊唐村时，发现两条地图上没有标记的乡村土路，“部队从街里过来，刚走到村口，就遇到了进城的大官路，一条向正西，一条向西北，形成了交叉路口。这一个部队的集结点是在开封城南的三家店（此村现属开封县范村乡）。因为军事地图上没有标出农村土路的路线，到三家店走哪条路近才能保证按时到达指定地点，先头部队首长就必须向当地群众询问路情”。
对于地图上没有标记的行军路线，由于陈唐兵团先行部队必须按时到达指定集结地点，故不敢贸然行进，只能向唐村居民求助解决，“‘上三家店，从这儿往西走，过了大李庄、西张庄就到了，他这一说，几个军队首长就到我父亲跟前，要求我父亲当向导，带路到三家店”。经过乡导的引领，围攻开封的解放军顺利到达指定的集结地点。
二、攻坚部署与攻坚进程
1.攻城部队的空间部署
进攻开封的陈唐兵团统辖第三、第八两纵队。其中三纵统领7个团，八纵统领8个团，主攻开封的部队共有15个团。第三纵队司令部于6月16日在杞县苏所，下达了攻击开封的作战部署，如下：三、我纵受令于16日晚完成对开封东南、东、北面之包围。
17日夜，首先以一部歼灭肃清东南关之敌，尔后配合八纵由南、西面攻城，全歼守城之敌，兹将第一步作战部署任务区分如下：(一)九师(附炮团一个连)，应于17日完成攻击准备，17晚以两个团发起对开封东南关攻击，务求18日上午12时全歼守敌十三旅之三十八团，不让敌退回城内；迫近东南门(宋门)，详细调查了解情况，积极完成攻城准备工作，准备于18日晚待命由东南门(宋门)发起攻城、配合八师及八纵攻歼城内之敌。该师指挥所应设红草（横船）湾。
(二)八师(附炮团一个连)17日晚开进集结于兴隆庄、大花园以东、惠济河以北地区(师部住吴娘庄)组织干部勘查地形，积极进行攻城淮备，待命于18日晚由东门、北门或东南门(宋门)发起攻城，配合九师及八纵全歼守城之敌。该师另派有力一部于17日晚与九师同时动作，肃清东关守敌，控占阵地，掩护师主力逼近城垣，布置兵力火力构筑工事，进行攻城展备。
(三)炮团野炮、榴炮两连于17日晚进入土孤（屠府）坟附近选择阵地构筑工事；完成射击准备，待命进行战斗。（四）我们于17日夜11时进达汪屯指挥。第三纵队与第八纵队由杞县向西北方向开进开封，在与第八纵队区分进攻任务后，部队在开封城外东南集结，并从东南、东、北三个方向实施对开封包围。16日夜至17日，肃清开封东关外围设防的国军，包括开封东南角、宋关外、曹关外等，并考察地形弄清敌情。
17日夜至18日中午时分，肃清东关之国军，为攻城做好准备。18日晚，从东门（曹、宋两门）和北门攻城，北门为佯攻，并封锁逃敌。开封北门至柳园口黄河处较近，陈唐兵团为防止在进攻开封时，突遭国军掘河放水，于6月15日部署命令时，特对三纵强调，“开进中各部注意围歼开封外围地区顽匪，三纵并应派精干部队袭歼柳园口及黑固（岗）口土顽并控制之(防敌放水)，八纵应派队袭歼陈留土顽”。八师和九师各配备一个炮兵连，炮兵对攻坚步兵提供了火力援助，同时也是对付坚固据点和城垣的重要武器。
另外师部和纵队指挥所皆在开封城东南，即解放军率先攻陷的开封外围，所处位置不仅安全，且便于两纵队之间的联络。第八纵队司令部在6月16日夜，也对所属部队下达了作战任务，具体部署如下：(一)二十二师除以一个团准备配合七十一团、九纵二十六旅打击可能由郑来援之敌外，主力首先肃清西关及其附近村庄之敌，尔后由西面、西北面实施攻城。（二）二十三师统一指挥纵队炮兵营，首先肃清飞机场、南关及车站之敌，尔后集中全力坚决由南面实施攻城。各部队于17日晚完成第一步任务。尽量争取18日晚开始攻城。
如师首先突入城内，应积极向东南方向发展，策应二十三师行动。如师首先突入城内，亦应积极向西北方向发展，策应二十二师行动。(三)特务团以战斗姿态现地待命，作攻城预备部，视情况变化配合七十一团歼击可能由郑东来增援之敌，保障攻城部队之安全作战。
(四)作战分界线；西关以大王屯、马屯、苏庄、刘市（寺）一线(含)以西属二十二师；以东属二十三师，城西北角以万古、石庄(含)以西属二十二师，以东属三纵。南关车站以农验场、东闸口、十六营房、苗圃线(含)以东属三纵，以西属二十三师。城内以华北运动场、中山街（路）以东归三纵，以西归二十二师，馆驿街、包府坑街（含）一线以南归二十三师，以北归二十二师，青年会、自由街（路）、亚（哑）东（觉）胡同、园（袁）（宅）街一线（含）以北归三纵，以南归二十三师。八纵与三纵作战分工清晰明确。
较之三纵，八纵作战任务复杂、分散，既要攻坚，又要阻击郑州方向东进的救援部队，保护后方。上述七十一团隶属豫皖苏边区张国华和魏凤楼部，二十六旅隶属中原野战军陈（赓）谢（富治）兵团。另外，八纵进攻的目标，如二十三师进攻的南关外围飞机场、南关及车站等，都是国军重点设防和重兵把守的地方，攻坚难度大。但是二十三师可以指挥第八纵队的炮兵营，在火力上得到援助。
对于率先突破城垣或者城门的部队，需要纵深发展，接应其它方向攻坚的友军部队。预备部队的作战任务，视战斗情况而定，既可用来攻坚，又可打阻击，比较机动。6月16日夜，第八纵队先头部队在行进途中，顺带把陈留县保安团一部消灭，俘人。第三、第八纵队，以突进城内为时间分段，在战斗变化过程中适时调整部队部署，应对快速变化的战况。在到达指定地点后，立即投入战斗，与开封国军防御部队交火。
2.攻坚进程
6月13日，陈唐兵团在行军途中，即已遭到国军空军地轰炸阻击，“六月十三日，我P-47型机一架，自开封基地起飞，巡航至西华（漯河东北，贾鲁河东岸），发现长达十余公里之匪军纵队（并有马匹甚多），正向北急进，其后续并尚在周家口一带渡河（贾鲁河）中，当即与郑州基地联络，旋派出P-47型机6架次，于周家口以东各渡口，反复炸射”。空军对于步兵作战具有自高而下的优势，况且广袤的平原大地上，在野外毫无遮蔽隐藏之处。为减弱国军战机优势，陈唐兵团要么分散行军并加快步伐，要么趁着夜色而行。
年6月13日，为农历五月七号，往后数日月色渐明，为行军提供便利，解放军乘月夜快速前进。这也是陈唐兵团各部队于6月16日夜先后抵进开封外围的原因之一。6月17日，对开封外围的作战，三纵先头部队抢占开封东南角之边村、小花园、满州庄、横船湾一线，为进攻东关和城垣、城门做好准备。八纵在开封南关外围遭到守军抵抗，国军利用坟地、堆窑、繁塔等防御支点进行阻击。
八纵二十三师在南关外，击退了为掩护飞机场内重要设施转移，而在关外大堤以南设立临时阵地的国军。对于南关东南角一处制高点——大窑顶，六十九团七连凭借野炮火力，实施炮轰后得以控制。后借助大窑顶制高优势，向火车站和南关实施突破。二十二师则在开封西南角、西关发起攻击，突破西关外围多个堡垒，歼敌两个排兵力，但西关距离开封守军司令部龙亭较近，防守牢固，所以二十二师在进攻过程中人员伤亡较大。
解放军在开封外围的进攻，宋关和南关进度比较顺利，但进攻西关及外围受阻，二十二师未能全部完成任务，“二十三师集中主力，于十七日十七时向南关飞机场、车站、邮局等各点，先后分别发起攻击，战至十八日十三时，守敌压缩于邮局。我六十七团在炮兵与连续爆破结合下，经一小时三十分战斗，全歼守敌保二旅旅部及保二团，南关战斗至此结束，即作攻城准备。二十二师以六十四团为主，该团使用三营全部于十七日十七时向西关及其外围之敌发起攻击，至十八日拂晓，攻克西关外围两个地堡群，因战前准备不足，未能全部完成任务”。这也成为在开封城垣攻坚战中，解放军没有率先从西门突破的原因。至17日夜，“三纵一部配合八纵，首先肃清了南关车站的农林试验场、东闸口、十六营房范围以东及曹门关，宋门关区域之敌，并抢占了宋门关。准备由东面、北面实施攻城。八纵首先肃清了南关车站之飞机场、十七营房，七营房等以西区域及西门外之敌，准备由南面、西面实施攻城。总攻前各关大部守敌被肃清”。
各关外围守军基本被肃清，在南关外围解放军攻陷农林试验场，并把它设为暂时休息场所。17日夜至18日，解放军开始对四关突破。在解放军围攻开封的同时，国军也在加快救援的步伐，徐州司令部于16日夜急令六十八师一一九旅一团由考城经兰封西进，令郑州指挥部四十七军一部东进，从东西两方向进行救援。在合围开封过程中。三纵对开封东面和北面部署虽已完备，但是由于动作太慢，致使17日黄昏外援六十八师一一九旅刘铁钧团进入开封城内，补强了开封守军兵力。
6月18日凌晨2时，三纵八师二十三团开始突击曹关。曹关外围开阔，但曹关幅员狭小，这使攻城部队既不易于隐藏，也不易于突入，且曹关距离曹门仅一二百米，曹门城门口又构筑了三角式的集团堡。这种集团堡低矮坚固，四周又有外壕，炮火不易击毁，人员不易通过。黎明时分，二十三团拔除曹关外集团堡，突进曹关，但天亮后遭到了国军反击，“敌人知道三角堡已经失守，料到东关也守不住了，便组织了一支放火队，在城墙高层火力的掩护下，从城门一侧的地道里钻出来放火。敌人的远射程火炮和城门楼上的机关枪直接掩护。
放火队扑向东关的民房，一面泼汽油，一面点火，顿时熊熊烈火铺漫了整个东关。那天又是刮西北风，风助火势，越烧越旺。从关的西头，一直烧到东头，把整个东关烧得片瓦不留”。大火致使二十三团已经无法继续进攻曹关，于是撤出，进攻失败。守城国军纵火焚烧曹关、宋关后，退进城内，弃守东关。
此时九师一部清除了宋关外的赵庄、文庄等据点，并扑灭宋关大火，进占宋关攻城阵地，抵进宋门外。因曹关被大火焚尽，八师丧失从曹关攻击城垣和城门阵地，于是派遣一部配合九师从宋关攻城。八师另一部一面牵制曹门和曹门城垣上的守军，一面改造曹关地形，争取能够在曹关继续攻坚并突破曹门。八纵二十三师于17日夜，从南关福音堂进行突破，攻击南关。至18日，攻陷火车站，缴获铁甲列车一部，攻入关内。
18日13时，国军抵抗空间已被压缩到南关邮*大楼内。邮*大楼是南关最为坚固的据点。六十七团在纵队炮兵营的配合下，对邮*大楼进行了多次爆破，并经过长时间地冲入邮*大楼内部作战，最终攻陷。17日夜至18日拂晓，八纵二十二师在西关作战损失较大，突破任务没有完成。至18日黄昏，各关国军守军均已被解放军压缩退至城内，四关被解放军控制。国军为阻滞解放军迅速攻城，在撤进城内时，放火焚烧各关房屋，使解放军攻城时间被拖延。
18日22时，三纵九师二十五团从宋门开始了攻城战斗，二十七团为预备队，“突击宋门的任务是艰巨的。这个历史古城的城墙用砖石三合土筑成，高两丈，厚两丈多。在这固有的条件上，敌人又设置了复杂的半永久性防御工事，在城墙外是一个巨大的三角集团地堡，环绕着城门有多道外壕、铁丝网。城楼上矗立着高大的碉堡和用砖石水泥做成的伏堡，城墙上对外利用城垛，设置着单人掩体，对内有弧形低矮的土墙或麻袋，控制着城内城外的阵地”。
国军对宋门的守护，既有城垣制高火力，也有地堡控制地面，形成高低搭配，对二十五团实施空间立体打击。但是从第三纵队使用的攻坚武器来看，其攻坚火力并不弱，“以山炮3门、战防炮2门，组成第一火力队，直接掩护二十五团一营突击，以迫击炮8门、六〇炮7门组成第二火力队，压制城门楼城墙及城墙内沿之敌，并组织轻重机枪各7挺，专门封锁射击门楼左右余米之所有垛口枪眼，纵榴野炮在古堆（屠府）坟，负责制压敌炮兵阵地，并补助攻城火力之不足，爆破阵地在离城外三角地堡以东60米之南北沟内”。三纵以火炮实施第一轮打击，然后用炸药爆破进行第二轮打击，掩护二十五团抵进宋门，进行突击。
至19日凌晨3时许，二十五团先头部队突进宋门城内，与国军争夺宋门和城门楼，双方陷入胶着状态。直至19日拂晓，二十五团和二十七团才控制宋门，突进城内，并纵深发展。18日23时，八纵二十三师从城垣南门进行突破。六十九团三营在24时许，借助炮火掩护突进小南门。但由于小南门外两侧火力点未被彻底清除，致使该团第二梯队未能紧跟三营进入城内，被阻于城外。随后小南门两侧火力将突破口迅速封闭，三营与城外部队隔断联系。19日8时许，后续部队六十九团继续突入，六十八团、六十七团一部尾随突入。
二十二师六十四团在西关进攻，六十五团在开封西南角展开攻击，皆因指挥不力，重视不足，并受守军火力阻击，攻击一夜并未突进西门。6月19日，八师对曹门的突破仍在持续，“18日晚，八师二十二团接替二十三团攻曹门，仍未得手。19日拂晓，师令二十四团由宋门突破口进入向北发展，夺下曹门接应师主力。但发展至惠济河时即被敌阻住，又受敌机轰炸扫射稍有损失，至12时还未打到曹门，师又决二十三团接替曹门，二十二团立即从宋门投入，与二十四团共由游梁(祠)街、图书馆街西靠九师并肩发展”。
曹门攻坚受阻，由宋门增进部队并北上接应，进行战术迂回，但遭国军积极抵抗。直至20日拂晓，二十二团才发展至曹门，接应二十三团进入城内。二十二团继续向北发展，抵进河南大学和北城门楼，二十三团向西北发展，抵进教养院，二十四团亦向西北发展，进攻龙亭。19日12时，六十四团由西关突入城内。
19日黄昏，突入小南门的六十八团、六十七团向西和东北发展，向西发展接应二十二师六十五、六十六团由大南门进入。各突进城门内的作战部队，一方面控制城门接应其它友军，另一方面纵深发展，与国军展开巷战。国军城垣防御基本崩溃。下图3-7为现残存在城垣西墙南部的碉堡内部，显然这是一个梯形柱体碉堡，内部空间较大，部分已被改造。
三、蚕食城内据点
面对不断突进城内的解放军，国军不断更新部署，实施巷战抵抗，延缓被攻陷时间，争取救援机会。解放军为尽快解决战斗，攻进城内以后，不断纵深发展，加快进攻步伐，压缩国军的抵抗空间。20日从宋门突进城内的二十二团攻占河南大学后，沿城墙继续向北城门楼抵进，但由于指挥不当贸然行动，导致三营七连对北门楼的攻坚失败，并造成一定伤亡。二十三团在向西北教养院突破的过程中，于20日夜攻占北仓女中，拔除国军防御的据点。
二十四团向龙亭抵进，很快进占龙亭东南博物馆，以及龙亭南中山街。八纵从南门突进后，于20日晨相继歼灭城内济汴中学、明城中学、新街口、地方法院等据点守军。从西门突进的六十四团采取分割包围战术，将省*府、鼓楼、绥靖公署、监狱等据点一一包围，配合其他友军，割裂各据点联系，逐一歼灭。战至20日17时，马道街、鼓楼街、行宫角、省府后街、大厅门等各据点皆被攻陷。省*府大楼被攻破后，主席刘茂恩伪装并逃离开封。
鼓楼矗立于开封城中心，是这一块制高点，翼护周围其它据点，并横跨十字路口，战略价值突出。国军在鼓楼的防御，由第三十九团团副负责，指挥一个加强连，在此坚守。解放军对鼓楼附近据点清除时，受到鼓楼牵制，于是20日下午解放军六十九团一部，使用野炮对鼓楼进行正面攻击。而解放军二十七团三连，采用迂回战术，绕道鼓楼侧后，出敌不意，配合正面吸引敌人注意力的友军，突然猛攻，迅速歼敌。鼓楼也在炮火轰击下坍塌，仅留基台。至20日晚，开封城内国军据点仅剩西北龙亭一隅。
四、佯攻北门的地理原因
第三和第八纵队攻坚的部署，主要是从开封东、南、西三关进行，北门仅做佯攻。究其原因，既和龙亭所处的位置有关，也和各关地理条件分不开。首先，龙亭是西北隅一制高点，近处三面环水，稍远则为开阔地带，是开封城内易守难攻之最佳防御地点，所以李仲辛选此地为师部所在地，并作为最后的退守据点，皆因为龙亭易守难攻。另外龙亭附近的华北体育场、教养院和北门，可掩护龙亭后方和侧翼。
李仲辛在这一区域部署重兵，并构筑坚固工事，解放军不易突破。其次，北门无关，解放军无攻坚地形依托，不易从北门外突进城内。开封俗称沙城，北门外至柳园口黄河处为一片沙地，西北风和偏北风吹拂黄河泛滥后留下的大量沙粒，在北门外形成沙丘，“到过开封的人，谁都会知道开封的北门一带，以及东城曹门一带，全是一片沙漠”。北门有大量沙丘高过城墙。
站立在这些沙丘之上，便可观察城墙内活动。正因为如此，李仲辛为防止解放军从北门攻城，较早就派人清理北墙外的沙堆。另外，从行军角度考虑，北门外沙多，路况较软，不利于快速行军和集结部队。从战斗过程中构筑进攻的依托和防御的掩体来说，沙丘不利于构筑进攻阵地，且由于沙丘硬度不够，容易被子弹穿透，所以不适合掩护和进攻。再次，有对国军决河放水之顾虑。黄河位于开封北门外8公里处，若解放军率先在北门实施突破，恐遭国军放水阻止。所以在进攻开封外围时，陈唐兵团就指派三纵精干部队，歼灭柳园口和黑岗口的国军，对柳园口和黑岗口实施有效控制。
最后，攻击东关和南关具有一定的地理优势。东关有曹、宋两关。曹关虽狭小，关外地形又平坦开阔，对攻坚部队隐蔽和接近不利，但比及北门地形，在此攻城也可一试。宋关和南关比较宽阔，关内房屋较多，国军没有及时处理，为攻坚部队隐蔽提供了便利。
国军虽在南关设有多个重要据点进行防御，解放军也不易攻陷，但南关有飞机场和铁路等重要设施，这是国军对外联系的交通要道，必须较早较先切断。陈唐兵团在进攻开封之前通过情报，既已清楚开封防卫，所以在部署和实施攻坚计划时，具有针对性。借助有利地形实施进攻，第三、第八纵队率先从南关小南门和宋关宋门突入城内，然后接应有其他城门突破的友军，并纵深展开巷战。
五、攻坚龙亭核心地带
6月20日夜至21日，解放军不断清除龙亭外围据点，压缩守城国军于龙亭一带，国军则凭险固守待援，“龙亭守敌虽已成为‘瓮中之鳖’，但仍凭借易守难攻的有利地形进行顽抗。我突击部队为肃清残敌，于二十日夜至二十一日晨，对龙亭守敌核心阵地发动两次攻击，因组织准备不充分，协同动作不密切，未能奏效。二十一日，攻击部队重新调整部署，加强了各部队之间、步炮之间的协同，从十七时开始，再次对龙亭守敌发起攻击。首先以炮兵进行猛烈的火力急袭。有的将火炮推进至距龙亭几百米处，不顾敌人火力封锁，进行抵进射击”。
20日夜至21日晨，解放军前两次进攻龙亭核心阵地均遭失败。失败原因既有解放军的组织不力，也有国军在龙亭、华北体育场、灾童教养院、以及北门的遥相呼应，积极配合，“北城门楼的工事也相当坚固。北城门楼子与龙亭之间有一个教养院，是整个核心阵地的中间阵地。如果教养院被我攻占，敌人的防御阵地势必被割裂。因此，敌人以重兵坚守教养院。当时我们的部署是八纵队一部与八师的二十四团攻取龙亭，八师二十二团攻取北城门楼子，二十三团从中间插进去攻打教养院”。
教养院，是龙亭和北门整个核心阵地的中间地带，控制教养院，对分割龙亭与北门之间的联系至关重要。21日拂晓，八师二十三团突击教养院，穿过教养院附近的北仓中学（今河南大学附属中学位置），实施迂回，遭到华北体育场国军炮兵的不断炮轰。
及二十三团占领教养院之后，并坚持至21日黄昏，期间不断抵御国军多次反攻和轰炸，伤亡过大，21日黄昏，由二十一团接管教养院阵地。其它各部于21日白天不断调整。至21日黄昏，二十二团再次由城内攻击北门楼。二十二团因为20日贸然攻击失败，此次攻打北门楼先实施炮轰打击，然后爆破，最后突破部队冲上北门楼展开近战。21日19时，六十五团、二十四团联合发起对龙亭的第三次进攻。
由于龙亭的防御工事坚固，且师部指挥所四周空旷，不易接近，所以对龙亭的攻坚，只有借助压倒式的榴弹炮和野炮火力，进行首轮攻击，“下午向龙亭发动总攻击前，敌人炮火正向我兄弟部队八纵阵地发射，前线指挥所也受到敌炮火的威胁。这时，榴弹炮连奉命向龙亭开炮”，另有“解放军的野炮，在距离他们七百米远的潘家湖南岸，突然猛烈地向他们轰击起来”。借助炮火轰击后，六十五团、二十四团趁着夜色，对龙亭实施突击。战至二十二日凌晨，龙亭核心据点被攻陷，国军六十六师师长李仲辛在突围时受伤自戕。
至22日午后，开封城内战斗基本结束。解放军分三路围攻龙亭核心地带。其一控制教养院，楔入北门和龙亭之间，阻断北门与龙亭之间联系。在控制教养院后，一方面牵制华北体育场国军，另一方面从龙亭东北方向配合正面主攻龙亭的友军。其二攻击北城门楼，控制北门，封锁国军退路。其三从正面（龙亭南面方向）加强火力进攻龙亭。三路协调战斗，积极配合，使第三次进攻龙亭成功。
对于各关、各城垣，以及最后对龙亭的攻坚，解放军发起战斗的时间，皆选定在黄昏或者夜晚。原因如下：一是国军守城部队防御阵地工事完善，火力强悍，解放军白天发起战斗容易暴露，而黄昏以后借助夜色可以隐蔽自己的行动，并且夜色可以削弱国军战机优势；二是夜间作战，对国军来说不能时时掌控解放军的攻坚重点，各城垣分散式防御容易造成兵力薄弱，被一一击破；而攻坚的解放军部队因为掌握城防情报，知国军布防，所以可以针对性进攻，并灵活作战。
综上解放军选择适当的进攻时间，借助合理的地理形势，出其不意地发起战斗，于6月22日攻陷开封，开封城内战斗结束。但阻援部队，仍然在抵御国军的救援，至6月26日晨，陈唐兵团部队转移，开封战役结束。
六、总结
国军在开封战役中利用开封城关、城垣等地利，并在城内制高点、交通要道处，以及重要据点部署一定兵力，实施防御。以龙亭为核心的据点，加上其他据点与之相互配合，成为整编六十六师师部所在地。开封周围补给站点以及开封城内的物资为开封守军提供补给，支撑城内守军持续防御。
周边通向开封的道路，则为战时机械化军队向开封集结提供了方便。开封城垣对于国军守城部队来说，可暂时抵御解放军攻城；且城内国军在具体战斗中，根据不断变化的战况，借助地理环境，进行有利部署，坚持防御。但随着陈唐兵团多个纵队的合围与突破，城内国军陷入在工事和城垣的形制内，没有大空间可供周旋和迂回，最终被突破。