除了新三师外，其他在晋北的四个旅都直接受骑一军军长赵承绶的节制，这四个旅也在日军手上吃了亏，他们原本也想进行游击战，但是打着打着就成了阵地战，也面临了李志坚之前遇到的情况。
只不过他们四个旅几乎是在同时行动，互相都起到了牵制日军的作用，多少也打乱了日军的进攻步伐，将日军的进攻步伐又延迟了一些。这在一定程度上帮助新三师又争取了一些时间。
经过耐心的等待，李志坚终于等到后方日军的辎重部队的到来，大量汽车以及牲畜大车拉运着物资前行。
不过原本以为上午能到达他们预先选定的攻击地点，因为前线的作战阻碍，一直拖到了下午才到达。对于李志坚来说，这个时间点更有利于他的伏击，更利于将战斗拖到晚上。
日军的这支辎重部队前后都有日军作战部队护送。林奇指挥二十门山炮对辎重部队前的保卫部队展开炮击，按照李志坚的要求，快速打完一个系数后就开始撤离。盯着新三师的联队和辎重部队前方护卫部队开始展开追击。
林奇跑的速度不慢，李志坚当初安顿的进行一定抵抗，林奇直接拉起部队就跑，还是副师长王崇俊在后方掩护他后，才停下来一起抵挡了一阵子，随后王崇俊接手指挥，按照预先的层层抵抗的安排，没有让日军识破他们只是偏师来声东击西，才一步步将盯着新三师的日军引到了山中几十公里处。
此时已经临近黄昏，李志坚知道他一直等待的时机已到，此时一旅官兵经过多半天休息也已经基本恢复了体力，于是带着一旅和二旅一个团开始向前行动。为了防止被日军侦察尖兵发现，大部队静谧行进到距离日军行军的谷地两公里处停了下来，只有一些特战队员爬到谷顶担当了望员。
由于潜伏地方距离运输线有一段距离，掷弹筒的射程够不上，只能利用迫击炮进行轰炸，李志坚将能集中的迫击炮都集中了起来，六个团的迫击炮连，加上特战队配备以及缴获日军的迫击炮，总数超过了八十门。
在迫击炮开始密集轰炸后，所有特战队员全部快速冲跑一段，冲到谷顶，将集中起来的近二百个掷弹筒全部朝向日军护卫部队发射。其余队员用G34机枪进行扫射。
而在后方的突击队，则是骑自行车从山中的豁口处冲出。阎锡山给晋绥军所有部队都配属了一部分货运自行车，对于自己的部队，李志坚更是不吝啬，又以自行车厂的名义给新三师赞助了几百辆，所以当下骑自行车突击的部队超过了八百人，在他们出发后，后面跟着的是另外两个营的步兵，，再后面是赶着新三师后勤部队赶着一些骡马车等运输工具在待命。
对于日军辎重部队后方的护卫部队，李志坚相信这种一字长蛇阵式的行军，他们要过来总需要一些时间，所以要趁着这个时间差，尽量多摧毁物资和消灭辎重兵。
在冲锋的突击队已经冲到了日军辎重部队边缘时，迫击炮和掷弹筒才停止轰炸，不少特战队员开始用步枪进行精准射击，对还有反抗能力的日军进行击杀。
突击队冲进去后，见人就用冲锋枪扫射。在这种冲锋下，日军的辎重兵除了少部分向后逃跑外，大部分被歼灭。由于没有留下俘虏，同时不敢过久耽搁，所以至始至终也没有弄清楚他们打掉的是多大编制的日军辎重部队。
在后待命的后勤部队收到突击队的信号后，赶着骡马车赶紧到达战场。突击队也将战场上的日军枪支弹药和食物能拿走的大多装到自行车，李志坚要求优先拿迫击炮弹和掷弹筒弹，这一战的这些弹药消耗极大，后方的补给虽然已经发出，但是一时半会还过不来，只能缴获上日军的来使用。而带不走的剩余物资则全部就地炸毁，在他们撤离时引爆重炮炮弹引起的爆炸声，震的在后方的迫击炮阵地都有不小的动感。
日军辎重部队后面跟着一个整装的步兵联队，在听到前方的枪炮爆炸声后，迅速上前支援，在被山顶的部队抵挡了十几分钟后，响起的巨大而连续的殉爆声宣告了他们所护卫的辎重部队的彻底完蛋。