接到毛泽东的电报，谭冠三看出这是主席给自己的一次机会。他自己也下定了只准胜不准败的决心，并把只准胜的关键放在对罗布林卡一战上，只要罗布林卡一拿下，他就可稳操胜券。于是，他下达了攻击罗布林卡的命令。
3月20日14时，攻打罗布林卡的战斗开始。
首先以三八团和一五五团两个团的火炮，对罗布林卡实施火力急袭，尔后采用徐进弹幕的打法，以15米为一个射点逐次成一条线向前推进。叛匪在解放军猛烈炮火的打击下，四散逃窜，有200余匪徒骑马窜到拉萨河边向河南逃跑，另有1000余人冲出罗布林卡向北逃跑。我炮兵立即对逃跑之敌实施火力拦阻射击，将这两股叛匪拦回罗布林卡。
火力准备后，一五五团和一五九团在汽车十六团和机械营的配合下，从东西两面向罗布林卡实施对进攻击，双方展开激战，至20时30分，盘踞罗布林卡的叛匪悉数被歼。
为了配合进攻药王山、罗布林卡的战斗，西藏军区还发出布告，利用装甲车将布告贴在拉萨大街上，要求全西藏人民积极协助人民解放军平息叛乱。同时利用广播对叛匪喊话，进行政治瓦解，宜布凡是脱离叛乱武装归顺投降的，一律不咎既往，有立功表现的要给予奖励，对俘虏一律优待，不杀、不辱、不打，对执迷不悟、坚决顽抗者，严惩不贷。
药王山和罗布林卡的夺取，拉萨的局势基本得到了控制。为发展胜利，扩大战果，谭冠三令一五五团、一五九团和军区警卫营主力连夜进至人民医院、外事处、拉萨大桥一线，对拉萨市区构成合围，防止叛匪外逃，坚决将敌消灭在拉萨市内。
军区警卫营接到命令后，于21日拂晓秘密接近叛军四代本驻地，尔后炸开院墙，勇猛发起冲击。院内四代本的士兵仓促应战，激战一小时后将其全歼。接着，警卫营又从南向北进攻，与叛匪进行逐房争夺，从叛匪手中夺下一条条的街道及小巷，形成了对市中心的合围，尔后向拉鲁庄园推进。
第一五九团接到命令后，先对位于功德林的叛军指挥所发起攻击，经40分钟激战，占领了功德林，捣毁了叛军的指挥所。接着，又对然巴大院的叛匪发起攻击。这里的叛匪在院墙上修筑了工事，几挺机枪架在墙头上猛烈扫射，一五九团的几次冲击都被压回来。该团七连一班在火力掩护下实施爆破，炸开院墙，部队乘机从缺口冲进院内，经激战，占领全院。尔后向市中心区合围，对盘踞在康人区(康巴人居住区)的西康叛匪发起攻击。西康叛匪很顽固，一五九团的两次攻击未果，便以装甲车对敌进行火力射击。叛匪见装甲车也来参战，顿时被震慑住了。一五九团乘势占领了康人区，继而攻击前进，连续消灭了围困百货公司、邮电局、社会部的叛匪，占领八角街的东北面，并对坚守大召寺的叛匪形成攻击之势。为了保护大召寺，第一五九团没有展开攻击，而是对敌展开政治攻势，终于迫使守敌于22日拂晓投降。
一五五团接到命令后，从西往北向市中心合围，攻击到小召寺时，叛匪依托断壁残垣顽抗，和一五五团展开逐室逐房的争夺战。一五五团在三八团炮火的支援下，20日21时占领了小召寺，尔后向市中心合围。
军区教导营接到命令后，从北向市中心进击，配合军区主力对市中心形成合围。
就在解放军攻打市中心时，盘踞布达拉宫里的叛匪不停地以炮火支援市区。为保护布达拉宫，谭冠三集中军区所有无座力炮进行直接瞄准射击，哪个窗口有敌火力就打哪个窗口，一炮一个，百发百中，屋内的敌人尽被炸死炸伤，建筑物却没有受任何损伤。布达拉宫的叛匪见大势已去，于22日9时举旗投降。紧接着，拉萨市区所有叛匪盘踞的据点，也都打出白旗投降。
拉萨市内平叛战斗从3月20日至22日，历时23个小时，歼灭叛匪司令洛珠格桑、雪若巴格桑阿旺、仁希夏格巴等以下官兵5360名，取得了决定性的胜利。
此后，西藏军区又对从拉萨流窜到彭波地区和甘丹寺的叛匪进行清剿，对参加叛乱的哲蚌、色拉、噶丹三大寺进行政治攻势，致使叛匪投降。至4月6日，拉萨战役胜利结束，歼灭了拉萨地区叛匪。同时解除了各地藏军的武装，控制了主要城镇，获得了初战的胜利，为争取全胜奠定了良好的基础。
