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1940年9月22日，八路軍第129師下達榆遼戰(zhàn)役基本命令，決定以突然襲擊手段消滅榆社至小嶺底之?dāng)?，收?fù)據(jù)點摧毀公路，并趁勢向遼縣進展，相機收復(fù)遼縣。

八路軍攻克淶源東田堡1940年9月23日夜，攻堅作戰(zhàn)開始。

24日，左翼隊攻克沿壁、王景，右翼隊攻克鋪上、小嶺底。

至25日，榆社具城也被攻克，小嶺底至榆社一線只剩關(guān)頭據(jù)點之?dāng)橙栽陬B抗。

同時，平遼支隊積極行動，攻占遼縣以北寒王鎮(zhèn)；沁北支隊積極破路，頻繁出擊，使武鄉(xiāng)、白晉路日軍受到鉗制。

26日，第129師令右翼隊以一部繼續(xù)圍攻管頭之?dāng)?，主力和左翼隊東移，乘勝收復(fù)遼縣并消滅可能援遼之?dāng)场?

27日拂曉，右翼隊進攻遼縣以西石匣，當(dāng)夜將其占領(lǐng)。

左翼隊28日進抵馬廄附近，準(zhǔn)備當(dāng)晚進攻遼縣。

這時，和順、武鄉(xiāng)日軍分別向遼縣、管頭增援。

八路軍總部命令停止進攻遼縣，以一部鉗制和順南下之?dāng)?，主力轉(zhuǎn)移至紅崖頭、關(guān)帝垴地區(qū)，準(zhǔn)備殲滅武鄉(xiāng)東援之?dāng)场?

第129師遵令轉(zhuǎn)移兵力，同時猛攻關(guān)頭，在29日24時將其攻克。

1940年30日9時左右，左翼隊趕到紅崖頭以南山地，右翼隊尚未到達預(yù)伏地區(qū)。

武鄉(xiāng)日軍600余人正越過預(yù)伏地區(qū)，其先頭與右翼隊遭遇。

左翼隊迅速向日軍的后尾、側(cè)翼同時展開攻擊，日軍在飛機8架掩護下，占領(lǐng)高地頑抗。

戰(zhàn)斗持續(xù)了兩天一夜，雙方傷亡慘重。

1940年10月1日黃昏，遼縣西援日軍500余人突破右翼隊阻擊，逼近左翼隊指揮所附近，左翼隊奉命撤出戰(zhàn)斗。

同日，八路軍總部鑒于遼縣、武鄉(xiāng)日軍會合，陽泉南援日軍1000余人已抵遼縣以北的寒王鎮(zhèn)，第129師相當(dāng)疲勞，傷亡較大，判斷增援遼、榆地區(qū)的日軍可能趁勢“掃蕩”太北地區(qū)，乃決定結(jié)束榆遼戰(zhàn)役。

1940年9月12日，第120師下達了同蒲鐵路北段行動計劃，決心從9月20日開始破擊同蒲鐵路寧武、忻縣段（重點在寧武、大牛店之間）。

1940年9月14日，第358旅從根據(jù)地婁煩以西地區(qū)出發(fā)，北越靜樂、嵐縣公路，16日到達馬家溝集結(jié)。該旅以第3支隊（轄第7、第8團、特務(wù)營）襲擊頭馬營。

1940年9月18日24時，第3支隊以特務(wù)營向頭馬營發(fā)起攻擊，以第7、第8團打援。

戰(zhàn)斗至翌日晨，寧化堡日軍40余人增援頭馬營，行至山寨村被打援部隊包圍殲滅。

20日，羊圈嶺日軍約200余人前出至里鄢村企圖反撲。該旅第716團于當(dāng)日14時向里鄢村之?dāng)嘲l(fā)起攻擊，次日拂曉，該敵唯恐被殲，逃回羊圈嶺。

獨1旅于9月16日夜東渡汾河。