7月6日，我军开始第二阶段的襄、樊作战。面对着依山背水的古城襄阳，一连串的问题被提到了战役指挥员的面前：这个仗能否打好，用什么方法才能最大限度减少伤亡和全歼守敌？
作战会议上，负责战役第二阶段指挥的6纵司令员王近山，根据刘伯承司令员“扬长避短，集中力量打击敌人要害”的思想，对敌我情况作了周密分析：“敌人的弱点是指挥官康泽不懂军事，但深得蒋介石的宠爱，飞扬跋扈；而副司令郭勋祺虽有指挥经验，但处于寄人篱下的境地。且敌人补充新兵较多，斗志不高。但敌人凭山固守，占地形险要之利。我军斗志高昂，攻击精神旺盛，但经过大别山一年多的艰苦斗争，部队减员较多，装备受到很大削弱，在这次战役中，兵力只占相对优势，火力也不强，仅有4门山炮，其中还有1门是坏的。”
讲罢敌情我情，王近山话锋一转，对战役谋划亮出高招：
“在战术运用上，如按历来攻城必先夺山的战法，势必扬敌之长，暴我之短，将我兵力消耗在外围逐山争夺的战斗中，增加而后攻城的困难。且城东、城南均为敌占区，若从东面、南面实施主攻，侧背受威胁较大。襄阳城西，从张堂直到西关，仅有一条狭窄的通道。南靠山麓，北临汉水，其间最狭窄处只有1华里，无回旋余地。不利于我兵力展开。特别困难的是南有琵琶山、真武山敌人火力的封锁，正面有铁佛寺一线守敌的坚固防御。然而，正如刘司令员曾经指出的：‘在一定条件下，最危险的地方倒是最完全。’只要拿下琵琶山、真武山、铁佛寺这‘三关’，城西通道就处于敌人的火力死角内，攻城部队可以直逼西关城下。而且老河口、谷城被我军解放后，从西面攻城，侧后也比较安全。”
经过多方面的分析、判断，王近山决定采取刘司令员倡导的“猛虎掏心”战术，撇开南山主峰，将主攻方向选在西面，首先集中主力“刀劈三关”，夺取琵琶山、真武山、铁佛寺，而后依托西关，突破城垣。
刘伯承司令员看到这一作战方案，禁不住欣赏地点点头：“嗯，这个王近山，越来越会动脑子，仗越打越精了。”
刘邓首长立即批准了这一方案，并严令参战部队：“要英勇顽战，不许顾虑伤亡，不准讲价钱，只求彻底胜利。”
王近山将“刀劈三关”的任务交给了能征善战的17旅。17旅旅长李德生足智多谋，作风深入。战前，他带领各级指挥员亲临前沿观察地形，制订了战斗方案；同时，深入连队反复进行思想动员，一遍又一遍检查战前准备工作。
李德生向全旅发出动员令：克服一切困难，不怕流血牺牲，发扬英勇顽强、连续战斗的作风，坚决劈开“三关”，打下襄阳城，活捉康泽！
对襄阳城的外围作战打响了。
17旅首先控制了城西之万山阵地。陕南12旅及桐柏3分区部队夺取了扁山、凤凰山、尖山双背梁子和铁帽山。桐柏28旅向樊城外围敌军发起进攻，歼敌一部。17旅49团3营于9日黄昏拿下琵琶山，次日冒着三面火力的威胁打退敌人6次反扑，巩固了阵地，劈开了第一“关”。10日夜，49团2营又夺取了真武山，劈开了第二“关”。50团1营占领了城西张堂村，为我军向西关进攻扫清了道路。
在我军夺取真武山、凤凰山的同时，指挥部令6纵队18旅绕道文壁峰顺汉水河套向襄阳东关逼近。10日夜，18旅占领护城堤，开辟了东北角的攻城基地。桐柏28旅当即解放樊城，绕至东津湾渡汉水，占领城东南阵地，配合城西我军，对襄阳形成马蹄形攻势。此举对敌人震动极大，康泽顿感形单力薄，马上收缩兵力，于9日将樊城守敌164旅全部缩回襄阳城内。
我指挥部为了集中兵力从西面突破，并保障部队在进攻中减少伤亡，又令16旅46团、18旅52团为2梯队，采取迫近作业的方法，从张堂直到西关构筑了两条交通沟。7月13日，17旅50团及16旅47团各一部，依托交通沟向西关攻击。50团一举攻占铁佛寺及红土堡子，劈开了第三“关”。47团攻占了同济医院，控制了襄阳西关，大军直迫城垣。
这时，城南羊祜山、虎头山等地之敌陷于孤立，并置于无用武之地。
蒋介石对襄阳之战十分关心，他将襄阳视为钉在大别山的一颗钉子，以牵制刘邓大军。在南京的总统府里，自以为高明的他在对着地图反复研究之后，于13日电令康泽“放弃南山，固守城垣”。蒋介石满以为他这一着能使襄阳固守到援兵到达，岂知却导致了康泽集团最后覆灭的命运。
外围战斗结束后，我指挥部当即决定转入攻城作战。集中主力，从东西两面钳击襄阳守敌，重点置于西面。以6纵队全部，从西关经大石桥向西门攻击；以陕南12旅主力从东北角攻城；以桐柏28旅全部从东南角攻城。各部在突破后会攻城内杨家堂敌军司令部。
7月15日黄昏，随着一阵炮击，我军对襄阳发起了总攻。担负主攻任务的17旅49团1营，在我集中而严密的火力支援下，勇猛通过西关大石桥，十分钟即登上城墙，连续打退敌人数次反扑，巩固了突破口，接应向纵深发展的16旅、18旅各部突入城内。同时，由东关做向心突击的桐柏28旅、陕南12旅，也涉壕登城进入襄阳。
康泽这个战争罪犯，别看他对待老百姓像恶狼一般，但这次战斗中，却证明他是一个十足的草包。破城的前一天，康泽急得像热锅上的蚂蚁一样，在屋里一个劲地来回转。嘴里不断地念叨着：“这可怎么办？这可怎么办？”
眼看城就要破了，康泽还想作最后挣扎，拿出钱来诱骗他的部下为他卖命。他向他的部队悬赏：能坚守碉堡一天，每个士兵发关金券200元，军官依此加倍。然而，金钱又怎能挽救他失败的命运，当我军打下了康泽的司令部时，发现在俘虏的荷包里，都塞满了新钞票；另外还有四大箱关金券，原封不动地放在那里。康泽呢，早就作好了准备，在紧急关头躲藏了起来。
当我军攻破最后一个碉堡时，康泽早已无影无踪，不知去向了。