三月二十四日，在沁县东南的一个偏僻小村庄里，东路军总司令朱德召开了军事会议。与会者均为归朱德指挥的东路军将领，除八路军的彭德怀、左权等人外，还有第三军军长曾万钟、第四十七军军长李家钰、第三十八军军长赵寿山、第九十四师师长朱怀冰，共计三十多人。会上，朱德和彭德怀详细分析了抗战的形势和前途，特别阐明应该如何在敌后开展游击战争以及健全军队的政治工作。与会的将领们都对八路军的游击战术表示出极大的兴趣，为此，八路军副总参谋长左权专门给他们作了一场介绍游击战经验的报告。
会议即将结束时，朱德向各位将领发出了邀请：八路军第一二九师即将打响一场伏击战，各位可以现场观战。如果没有取胜的把握，哪里会有如此惊人之举。伏击战的地点，是距神头岭战场不远的一个名叫响堂铺的地方。这是位于河北涉县以西、山西黎城县以东的一个公路边的小村子。村子的南侧和北侧，耸立着两座海拔一千二百多米的陡峭山峰，两峰之间狭长的峡谷中有一条日军修筑的简易公路，这条公路是日军从河北向山西进攻的必经之路以及后勤补给线。八路军第一二九师师长刘伯承、政委邓小平和副师长徐向前决定投入三个主力团，在这里打一场漂亮的伏击战。
朱德特地将曾万钟、李家钰、赵寿山等将领安排在公路边的山峰上，请他们居高临下地现场观摩八路军如何打仗。第一二九师投入的三个团是：第三八六旅的七七一团和七七二团以及第三八五旅的七六九团。作战部署是：七七一团为右翼，七六九团为左翼，分别埋伏在公路两边；七六九团抽出几个连负责阻击可能由涉县增援的日军，保护战场的左翼；七七二团负责阻击可能由黎城增援的日军，保护伏击部队右翼后方。
十一时，战斗基本结束。敌人的一百八十辆汽车和随车的一百七十多名日军，除了三十多个敌人乘我南山部队少，空隙大，钻空子逃掉外，其余的敌人均被歼灭。车上的军用物资也都被我缴获。阎锡山向蒋介石报告的战果是：“响堂铺伏击山田、森本两汽车队，毙敌森本少佐以下四百余人，毁敌汽车百八十辆，缴获敌轻重机枪十二挺，长短枪三百余支。”第一次近距离地看到八路军如何作战，令阎锡山的将领们大开眼界。朱德现场点评道：打好伏击战，一要把地形选好，二要把情况判断准确，三要决心果断，四要担任打援的部队密切配合。
深感八路军严重威胁的日军，决定对晋东南发动大规模围攻，以消灭或驱除太行山区的共产党军队以及退入山中的阎锡山的部队。为了迎战日军的进攻，中国第二战区决定，由战区副司令长官兼东路军总指挥朱德统一指挥晋东南所有的中国军队。此时，共产党著名的军事领袖朱德指挥的是一支数量庞大的部队：八路军第一二九师、曾万钟的第三军、李默庵的第十四军、李家钰的第四十七军、武士敏的第九十八军、高桂滋的第十七军、赵寿山的第三十八军、朱怀冰的第九十四师、王奇峰的骑兵第四师、山西新军决死队第一、第三纵队等。
四月四日，日军华北方面军调集了第一o八师团、第二十师团、第一o九师团、第十六师团各一部，在第一军司令官香月清司的指挥下，兵分九路向位于晋东南地区的八路军总部及其他中国军队开始了大规模的围攻作战。当时的八路军总部在沁县，因此沁县成为日军围攻作战的重心。日军九路部队的攻击方向和目标是：第二十师团的一个联队由洪洞进攻东北方向的沁源；第一o八师团由长治、屯留、平定各出动一个联队，分北、中、南三路向武乡、沁县和辽县进攻；第一o九师团的一个联队由祁县和太谷向南进攻沁县，两个大队由榆次进攻马坊；第十六师团一部由元氏、赞皇向西进攻九龙关，另一部由邢台进攻浆水镇，还有一部由涉县向西进攻辽县。
从四月十日开始，各路进犯的日军都受到了猛烈阻击。在日军第一o九师团的作战方向，从榆次发起进攻的两个步兵大队被八路军第一二九师秦基伟、赖际发支队阻击在寿阳、和顺一带无法前进；另一个联队占领祁县子洪镇后，陷入朱怀冰的第九十四师、武士敏的第一六九师以及八路军游击队的包围中，双方的激战持续了五天，日军伤亡联队长以下千余人。在第二十师团的作战方向，日军的一个联队前推至沁源，被山西新军决死队第一、第三纵队以及高桂滋的第十七军、赵寿山的第十七师堵截，尽管日军最终突破中国守军的防线逼近沁县，但随即遭到八路军三个团的反击，日军向南退往安泽方向。在第十六师团作战方向，一个大队的日军被八路军第一二九师游击支队阻挡在九龙关附近，另有千余人被第一二九师先遣支队阻滞于浆水镇；另两个大队的日军被王奇峰的骑兵第四师阻击在辽县东南——以上五路日军在中国军队的猛烈阻击下，均没有完成预定的作战计划，被迫停止了深入晋东南的军事行动。
只有日军第一o八师团的三路部队进攻到了太行山腹地：分别由长治、屯留北进的两个联队的日军，突破了曾万钟第三军的防线，进入抗日根据地的武乡、襄垣和辽县；由平定和昔阳南进的一个日军联队，在炮兵、工兵、辎重兵和骑兵的配合下向辽县发起进攻，遭到八路军秦基伟支队、汪乃贵支队和第一一五师曾国华支队的奋力截击，日军伤亡数百人，被迫多次改变路线，于十四日抵达辽县和辽县东南的芹泉镇。——此路日军是围攻作战的主力，指挥官是骄横的旅团长苫米地四楼。
苫米地旅团继续向南进攻，占领了武乡和沁县，这给八路军总部带来了巨大威胁。但朱德认为，苫米地旅团孤军深入，这也给八路军提供了围歼日军的战机。朱德认为，苫米地旅团继续向南退回长治的可能性最大，于是决定打一场歼灭战。八路军第一二九师主力和第一一五师六八九团，奉命急速赶到武乡县城西北待机。四月十五日黄昏，日军果然放弃武乡企图连夜东渡浊漳河。八路军第一二九师师长刘伯承当机立断，以七七二团、六八九团为左纵队，以七七一团为右纵队，沿浊漳河两岸的山地对撤退日军实施追击，并以七六九团沿武乡至襄垣的大道实施尾追。
十六日清晨，七七二团追到长乐村，发现了日军侧翼警戒部队数百人，七七二团机警地隐蔽起来，这时日军的大部已经通过长乐村，其辎重尚在后面，歼敌的时机终于到了。第三八六旅旅长陈赓命令部队发起攻击，撤退中的日军转瞬间被截成了数段，大队人马和大量辎重被压制在长乐村以西的狭窄河滩上。在两侧八路军的猛烈攻击下，日军欲战无力，欲逃不能，混乱不堪。
这就是八路军战史上著名的“长乐村之战”。激战之后，日军在浊漳河河滩上留下了两千二百余具尸体。八路军付出了伤亡八百余人的代价，其中七七二团团长叶成焕因头部中弹而牺牲。苫米地旅团长战后受到了严厉处分。由于曰蟹深入太行山腹地的精锐一部被歼．其他参加围攻作战的数路日军闻讯纷纷撤退。中国军队乘胜追击，一口气收复了辽县、黎城、潞城、襄垣、屯留、沁县、高平、晋城等十余座县城。日军在整个晋南作战中伤亡达四千人以上。从此，太行山抗日根据地得以巩固，支撑敌后战场的太行山始终在中国军队手中。