1940年，傅作义被日军打到只剩7000残兵，蒋介石都放弃了，他却反手偷袭五原，击毙日军中将，一战扭转西北战局。
真正让日军栽跟头的，不是傅作义突然多出多少兵，而是河套的地面开始变了。春分前后，黄河开凌，沟渠涨水，冻硬一冬的道路渐渐翻浆。汽车、坦克和重炮一旦陷进泥里，跑得再快也会变成累赘。傅作义等的，正是这个时刻。
几个月前，他的处境还完全不同。1939年12月，傅作义率部远程奔袭包头，攻入日军控制的重要据点，迫使驻蒙日军急忙调兵。中国军队没有长期守城，却达到了牵制敌人的目的，也让日军意识到，河套这支力量不除，包头和归绥都难以安稳。
报复很快到来。1940年1月底，驻蒙日军调集第26师团、骑兵集团以及大批伪军，沿黄河两岸向西猛压。飞机在天上侦察轰炸，汽车载着步兵快速穿插，炮兵随后推进。五原、临河、陕坝接连陷入战火，傅部不得不边打边撤，把主力从包围圈里一点点拉出来。
连续作战造成的损失很大，一些部队被打散，武器、粮秣和车辆来不及带走。能够迅速收拢、继续承担反攻任务的兵力，只剩七千余人。2月25日，蒋介石发来电令，拟将傅作义调往兰州代理第八战区司令长官，并让部队向石嘴山方向收容。对当时不少人来说，河套已经很难再守。
傅作义没有急着离开。他熟悉这片土地，也看到了日军表面胜利后的麻烦。敌军从包头一路向西，补给线被拉得很长；河套百姓实行空室清野，日军进城后难以就地取得粮草；更重要的是，主力完成进攻后陆续东撤，留守五原的日伪军只能等待包头方向增援。
就在收到调令前后，傅作义在临河附近的亚麻来村召集军官商议下一步行动。会上没有回避此前的损失，谁行动迟缓，谁没有按计划配合，都被摆到桌面上。讨论到最后，目标逐渐清楚：不和日军主力硬碰，而是趁守军孤立时夺回五原，同时把援军堵在乌加河以东。
接下来的数周，部队表面分散休整，实际一直在为夜战和巷战做准备。侦察人员扮成商贩、农民进入城内，摸清据点、仓库和岗哨位置。埋在沙窝里的粮食、弹药被重新挖出，宁夏方向运来的被服和军需陆续补进部队，地方群众则负责带路、运粮和救护伤员。
整个计划最要紧的一环，不在五原城里，而在乌加河。董其武率第101师担负打援任务，提前夺取桥梁，破坏日军车辆必须经过的通道。附近群众又配合掘开堤渠，让大片低洼地带积水。包头援军即使出动，也很难带着汽车和火炮迅速靠近五原。
3月19日深夜，反攻开始。孙兰峰指挥新31师突击五原新城，袁庆荣的新32师攻打旧城及外围据点。突击队趁夜穿过沟渠和村落，先切断通信，再直插守军内部。原本分散在教堂、学校、商号和坚固院落里的日伪军，很快被割成互不相连的几块。
城内的争夺一直持续到白天。双方距离很近，日军飞机难以分清阵地，不敢随意投弹。中国军队只能一处房屋、一段街巷地向前推进，部分营连伤亡很重。3月21日下午，旧城被收复；到3月22日，新城主要据点也被攻下，守军指挥系统随之瓦解。
与此同时，包头援军已赶到乌加河附近。前面的桥梁被毁，周围又是一片积水和烂泥，满载士兵的汽车排在河岸，无法继续前进。日军曾试图利用橡皮船强渡，却遭到董其武部阻击。傅作义把最能决定胜负的两三天，硬是从援军手中抢了出来。
当时战报传出，守军首脑水川伊夫与日本特务机关长桑原等人在逃往乌梁素海方向时遭到追击，水川被列入毙命名单，并以“中将”身份在报刊上广泛报道。这条消息迅速传遍全国，与五原收复一起，成为这场胜利最受关注的部分。
五原被夺回后，日军从包头方向组织反扑，一度重新进入城内。傅作义没有把部队钉死在城墙上，而是主动转到外围，继续破坏交通、袭扰补给。日军既找不到决战目标，又无法长期维持运输，只得在4月初退出五原和后套地区。
胜利消息传到重庆后，4月6日，《大公报》专门刊发社论评价五原战事。日本驻蒙军内部也开始追究作战责任，司令官冈部直三郎后来因绥西作战不利等原因被召回。由此可见，五原的得失影响的不只是一座县城，也动摇了日军继续向河套深处推进的信心。
这场仗真正高明的地方，是把一次败退变成了重新布阵。傅作义没有否认装备差距，也没有拿残兵和日军正面拼消耗。他先避开对方最擅长的机械化进攻，再利用解冻、河渠、泥地和漫长的补给线，让日军的长处失去作用，随后集中兵力攻打最薄弱的位置。
五原大捷之后，驻蒙日军没有再以同样规模深入绥西，傅作义部继续在河套坚持抗战。西北通往宁夏、甘肃的门户得以稳住，日军向西扩张的计划受到遏制。它留下的不是一句简单的以少胜多，而是一条更实际的经验：兵少时不能处处争强，必须把有限力量用在足以改变全局的地方。