主力这个神出鬼没的对手，派出了著名的山地战专家，带领日军独立混成第二旅团清扫晋察冀抗日根据地北岳山区的八路军主力。
129师侦察兵通过金雕，发现了日军独立混成第二旅团的异动，马上电告晋察冀八路军军区。
晋察冀军区聂司令员收到情报，马上命令第1军分区第1、3、25团，第3军分区第2团，游击第3支队等参与了此次战斗。
战斗中，各团充分发挥熟悉地形等优势，占据有利高地，对日军进行逐层阻击、包围和攻击。
1939年11月3日，日军独立混成第2旅团独立步兵第1大队主力被八路军歼灭于雁宿崖。
4日，阿部规秀亲率步兵第2、第4大队，分乘90余辆卡车，向雁宿崖、银坊方向急进，企图寻歼晋察冀军区第一军分区部队决战。
晋察冀军区司令员聂荣臻指示杨成武统一指挥约6个团的兵力迎击。
杨成武决定采取“诱敌入瓮、据险伏击、牵制增援”的战法，以少数兵力节节抗击，实施诱击调动敌人。
6日，日军在八路军小部兵力诱击下，黄昏抵进黄土岭。杨成武指挥伏击部队趁夜展开行动，完成合围伏击部署。
7日15时许，日军全部进入黄土岭伏击阵地，第1、25团迎头阻击，第3团和第2团分别从西、南、北三面包围，日军阵势大乱，慌忙抢占高地反扑，双方展开激烈山地争夺战，交战中八路军炮兵营炸毁日军电台。
16时许，第1团指挥员发现黄土岭东侧小庙附近有多名日本指挥官，即令迫击炮连轰击，阿部规秀被击中，不久毙命。
日军在电台被炸、指挥官阵亡的情况下陷入严重混乱。
7日晚，日军被歼过半，其余数百人被压缩在上庄子附近山沟里，连续突围10余次均被击退。
八路军采取“巩固阵地、小股袭扰”方式防敌逃跑。与此同时，驻涞源、蔚县等地日伪军正兵分多路向黄土岭方向增援。
聂荣臻令各县区游击队开展袭扰活动，牵制增援日军。
8日，被围日军在5架飞机掩护下全力突围，八路军与敌激战，歼灭大量日伪军。因日军空投物资且调集重兵增援，晋察冀军区和第120师指挥员