在貌似積極的背後，羅正林命令郭世群的第一團秘密向豐台飛機場運動，以炸掉飛機場為主要目標，同時趁機消滅第六混成旅。
郭世群向第一團所有官兵發出消滅日軍第六混成旅的命令，具體戰場指揮是蔣森玉和劉山。
1944年7月31日，兩千四百名八路軍官兵趁著夜色向豐台飛機場急進，到半夜十二點鍾的時候，先頭部隊抵達了離飛機場和第六混成旅一裏地的地方。蔣森玉和劉山商量，先向第六混成旅發起猛烈進攻，采取層層推進的戰術，突破一點向縱深發展，掩護炸飛機場的突擊隊靠近飛機場。
戰鬥定於夜裏一點鍾時開始，發三顆紅色信號彈。第一團的第一營為先頭進攻部隊，他們集中了所有的手雷，先打死哨兵後，向各個營房帳篷扔出了手雷。然後用輕重機槍封鎖了所有的通道，並順勢衝過了開闊地，向日軍的修建的工事發起衝鋒。戰鬥非常順利，不到十分鍾，第一營就占領了日軍的第一道警戒線。然後第一營就地堅守，第二營的官兵端著衝鋒槍向對麵頑強防守的日軍陣地發起進攻，成百顆手雷扔進了日軍陣地，把那些隱蔽在工事後麵的日軍士兵炸上了天，幸存者捂著腦袋往後猛撤。
就在這時，突擊隊發現了飛機場上的日軍飛機，他們沒等發出命令，端著機槍和擲彈筒以及火焰噴射器對準了飛機場上大約五十多架飛機。他們把所有的彈藥用各種工具發射出去，瞬間就把麵前的幾架飛機給打著了。由於飛機排列得非常緊密，一架飛機著火後，緊挨著的飛機馬上就會著火，一聲聲震耳欲聾的爆炸聲把飛機送上了天，衝天的火焰照亮了整個天空，濃煙滾滾，爆炸聲和火焰混合在一起向四外蔓延。蔣森玉和劉山命令所有的戰士馬上撤離機場，不然的話會被大火吞噬。
第六混成旅的日軍官兵見大勢已去，不顧一切地往外衝，躲避火焰燃燒。第一團的八路軍戰士在往外後撤中用自動步槍向日軍射擊。蔣森玉大聲地喊：“快跑！別打了，他們活不了！”
再往後猛跑的過程中，有一個人手中拿著一麵白旗，跟著八路軍戰士一起往後奔跑，一邊跑一邊叫喊：“八路軍的，馬猴子的，大大的帶上我的幹活！”有的戰士不明白這是怎麼回事，怎麼日本人裏跑出一個舉白旗的人？八路軍跑到哪裏，那個人就跟到哪裏。蔣森玉命令戰士們把這個人保護起來，不要傷著他。
第一團的戰士們有幾十人被大火吞噬，一百多人被燒傷，但大部分戰士逃離火海。第六混成旅的官兵基本上全部被燒死，沒有見到有幾個逃出來的。因為他們在逃離火海的過程中被八路軍戰士用衝鋒槍全部打死了。
三十裏開外的人們離開自己的房屋觀看豐台飛機場燃起了熊熊大火，他們並不知道是什麼原因烈火燒紅了半個天空。飛機場裏的五十多架飛機全部燃燒幹淨，更重要的是防守飛機場的第六混成旅官兵一千一百多人自動進了火葬場。據後來傳來的消息，有十多個日軍官兵逃到了附近的村子，被老百姓抓住後，送到了附近的醫院進行救治，然後送到了西山第一團的駐地。經過日本反戰同盟的同誌做工作，這十幾個人成了反戰同盟成員，為後來解放北平起到了很好的策反作用。