遵照东总电令，各部队于12时由上述地区向敌纵深穿插奔袭。16时，7师前卫20团3营及师警卫连进至宁远屯与敌担任警戒的一个连接触，战斗至18时将其歼灭。此时7、 9师即从宁远屯南北两侧迅速插向预定目标，8师由蛇翅向西丰、郜家店急进。经一夜紧张的强行军，各师于10月1日凌晨基本上按时到达预定位置。
10月1日7时，7师占领了二道沟、头道沟、庙岭上屯以东一线阵地，9师主力于八时许进占塔子沟、四家子一带，27团进占何家堡子南北一线，此时麻痹大意的国民党军仍未发现步步进逼的民主联军。14时，7师各团在炮火支援下，对威远堡外围据点发起进攻。经过4个小时激烈战斗，攻占了毛家窝棚北山、望宝山、二道河子、吴家屯。9师25团当天黄昏渡过寇河，除以一部兵力向开原方向警戒外，主力于22时控制了大、小狮子沟。至此，7师和9师对威远堡之敌形成了四面包围。18时40分，8师主力开始向郜家店外围逼近。116师被3纵切成三断，防御体系完全崩溃，其覆灭的命运已成定局。
7师19团1、2营在山、野炮的有力支援下密切配合，采取包围迂回战术，实行钳形攻击，于9时许攻占了天王山主峰。与此同时，20团2营由二道河子向威远堡攻击。21团以一部兵力在宿家屯附近防敌人向昌图方向突围，主力由西北向威远堡进攻。9师26团也从威远堡南侧赵家沟发起攻击。遭到四面包围的国民党军部分部队冲出威远堡沿公路向开原方向突围，被25团全歼。。威远堡村内部队续搜索残敌，19团5连发现村西南大庙内还有敌人，立即将其包围并展开战场喊话，99名敌人缴械投降。在纵队主力围歼威远堡之敌的同时，8师主力于1日11时对郜家店守敌发起攻击，一个小时之后即将敌346团全部歼灭，共毙伤俘敌2090名。3纵胜利结束了这次奔袭战斗。
作战经过要图
威远堡战斗，第3纵队采取“猛虎掏心”战术，经过百余公里的长途奔袭和30个小时的奋勇拼杀，将国民党军116师全歼，毙伤敌1828名，俘敌师长刘润川、副师长张绍贤、参谋长吴和声、346团团长刘焕堂、347团团长江望山、348团团长黄仲权以下6346名，共计歼敌8174名，缴获了大批武器、弹药和各种军用物资。此次战斗，行动隐蔽、动作迅猛，堪称是远程奔袭作战的经典范例，第3纵队能够取胜的主要经验有两条：
一是隐蔽迅速地奔袭，出敌不意地攻击。对分散守备、警惕性高、随时可能收缩逃跑的敌人作战，首要的问题是先将其抓住。为此，应实施远距离隐蔽迅速的奔袭作战，一下子扑到敌人面前，使其防不胜防，尔后包围歼灭之。3纵此战冒雨昼夜兼程百余公里，沿途严密封锁消息，隐蔽行动企图，以迅猛突然的动作，对敌实施了分割包围。部队突然出现在敌人面前，打了他一个措手不及，为迅速全歼敌人创造了有利条件。关于这一点，林彪在1948年2月就“四快一慢”战术作报告时就指出，向敌前进要快，比如打某一个地方，怕敌人跑了，前进时要快。秋季西丰打53军116师时，如慢了就打不上，就要奔袭抓住敌人，使敌人跑不了。
二是正确选择主攻方向，从要害处开刀。为了全歼敌人，不先打外围据点，而以主力直插敌师部所在地威远堡，首先将其指挥中枢打掉，使敌人失去指挥，并可防其收缩逃跑。实战证明，这一决心是切实击中了敌人的要害。使其难以招架，被俘的116师师长刘润川称：“从战术眼光看，你们可能打西丰，最厉害可能打头营子（郜家店），没想到你们竟打到师部威远堡来了。”
