11月12日，日本侵略者命令王英为前敌总指挥，率领石玉山、杨守城两个骑兵旅及金甲三步兵旅和两个炮兵连等部，向红格尔图进犯。日军还派出飞机3架轰炸红格尔图守军阵地，掩护伪军进攻。
红格尔图是绥远省陶林县北面160里的一个不大的村镇，居民约百余户，是绥北的门户，具有重要军事价值。防守红格尔图的中国军队，仅有一个步兵连、两个骑兵连，另有当地自卫队百余名。11月13日夜，敌伪先头部队同守军发生前哨战斗，被守军击退。14日上午8时，日伪军千余名，在日飞机大炮掩护下猛烈进攻。守军奋勇抵抗，战至下午5时，将敌击退。15日晨6时，日本特务机关长田中隆吉亲自指挥李守信的伪骑兵第二师尹宝山部，王英的石玉山、杨守诚两骑兵旅、金甲三步兵旅共5000余兵力，在野炮、装甲车、飞机掩护下，向红格尔图守军阵地轮番轰炸，猛烈攻击，先后冲锋达7次之多，战至下午6时，又被守军击退。这一天守军英勇抗击，军民戮力同心，战斗情绪极为高涨。当地群众帮助守军修工事，抬伤兵，运子弹，送水送饭，激励士气。15日晚，中方骑兵第二团两个连星夜驰往增援，守军士气更为高昂。16日至18日，日伪军连续猛攻，均未得逞。守军阵地坚固，官兵抱着誓与阵地共存亡之决心，个个英勇奋发，越战越强，不时跳出战壕，同敌军拼杀。日伪军死者遗尸遍地，生者狼狈逃窜。
当战斗激烈进行时，傅作义亲往集宁前线指挥，令董其武率部突袭日伪军。19日晨2时，董指挥3个步兵团、1个骑兵团及炮兵营等部，围歼日伪军。敌仓促应战，激战至拂晓，狼狈溃退。红格尔图战役自11月13日开始至19日结束，战斗7昼夜，打退了日伪军的进攻，摧毁了田中隆吉和王英的指挥所，缴获大量军用物资。王英连自己乘坐的马车也未及带走。
红格尔图战役的胜利，大大鼓舞了中国军队的士气，为尔后收复百有的材料认为，红格尔图作战时前线总指挥为彭毓斌，董其武为副总指挥；百灵庙作战时前线总指挥为孙长胜，孙兰峰为副总指挥。灵庙之战打下了胜利的基础。
红格尔图战役后，日伪深恐中国军队捣毁其伪政权，除派王英部进占大庙，增强百灵庙外围防御力量外，并令伪蒙军第七师在百灵庙构筑工事，积极备战。决定再增派日本军官200余人，补充各伪军部队任指导官。另外，还拟抽调伪满及日军一部，由赤峰开往多伦、商都、百灵庙等地，待机进犯绥东、绥北。
