其中榆遼段長45公里，沿線有榆社、沿壁、王景、管頭、鋪上、小嶺底、石匣、遼縣等8個據點，是由日軍獨立混成第4旅第13營守備。
雙方在此地展開了激烈的戰鬥。
此時，按照八路副總指揮的命令，各部已經展開第二階段的戰鬥。
於是，129師下達命令，決定以突然襲擊手段消滅榆社至小嶺底之敵，收復據點摧毀公路，並乘勢向遼縣進軍，趁機收復遼縣。
9月23日夜。
八路軍攻堅作戰的號角悄然吹響，夜幕為突襲的隊伍披上隱蔽的外衣。
戰鬥開局勢如破竹。
24日，左翼部隊如利刃般插入敵陣，順利攻克沿壁、王景兩處據點。
右翼部隊同步發力，一舉拿下鋪上、小嶺底，將日軍前沿防線撕開缺口。
至25日，榆社縣城宣告收復，小嶺底到榆社的一線陣地中，僅管頭據點的日軍仍依託工事負隅頑抗。
與此同時，平遼支隊在側翼主動出擊，成功攻佔遼縣以北的寒王鎮，切斷日軍北路聯絡。
沁北支隊則聚焦破襲戰，頻繁襲擾武鄉至白晉路的日軍補給線，有效牽制了其機動兵力。
26日，129師調整部署：右翼隊留一部繼續圍困管頭之敵，主力與左翼隊一同東移，計劃乘勝收復遼縣並阻擊可能來援之敵。
27日拂曉，右翼隊直撲遼縣以西的石匣據點，經一夜激戰，於當夜攻克該陣地。
左翼隊於28日進抵馬廄附近，按計劃準備當晚對遼縣發起總攻。
此時戰場態勢突變：和順、武鄉兩地的日軍分別向遼縣、管頭方向增援。
八路軍總部當機立斷，下令暫停進攻遼縣，以部分兵力鉗制和順南下之敵，主力轉向紅崖頭、關帝堖地區，佈下口袋陣準備圍殲武鄉東援的日軍。
30日9時許，左翼隊率先抵達紅崖頭以南山地設伏，而右翼隊尚未進入預定位置。
就在此時，武鄉方向的600餘名日軍已越過預伏區，其先頭部隊與右翼隊迎頭相遇，戰鬥瞬間爆發。
左翼隊迅速反應，即刻向日軍後尾與側翼展開合圍攻擊。
日軍慌忙調集8架飛機掩護，搶佔周邊高地構築臨時防線，憑藉火力優勢頑抗。
這場激戰持續了整整兩天一夜，雙方在狹小的山地間反覆爭奪，槍炮聲、喊殺聲震徹山谷，最終均付出慘重傷亡。
與此同時。
到了10月1日黃昏，遼縣西援日軍500餘人突破右翼隊阻擊，逼近左翼隊指揮所附近，左翼隊被迫撤出戰鬥。
自此，遼縣、武鄉日軍會合，陽泉南援日軍1000餘人已抵遼縣以北的寒王鎮。
顯然，日軍想趁勢“掃蕩”太北地區。
而竹下俊則是慌亂之中，想趁著八路和日軍獨立混成第4旅展開戰鬥的時候，繞過戰地，直插八路腹地。
“第一，第二戰鬥小組聽命，我們的機會來了！”
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