八路军总部给刘伯承、邓小平的129师下达的任务是，以阳泉为界，破击正太路西段，策应正太路战斗。129师在受领任务后，仔细分析了敌我情况和作战任务，师长刘伯承分配了具体任务：将全师分为三个纵队，右翼纵队由范子侠、赖际发负责，率两个团担负阳泉、寿阳间破袭任务，随后向西扩大战果；中央纵队由陈赓和陈锡联负责，率领385旅的第769团、第14团和386旅的第772团，以一部兵力攻占冶西日军据点，牵制平定之敌，另一部兵力占领阳泉西南的狮垴山，牵制阳泉之敌；左翼纵队由386旅的第16团和决死第一纵队的第25团、第38团组成，破袭寿阳至榆次间路段，先集中兵力攻下芦家庄、和尚足、下湖、上湖、马首等车站和据点，然后视情向北、西扩大战果。根据陈赓的建议，刘、邓决定左翼纵队由386旅参谋长周希汉担任指挥，并兼任政委、参谋长和政治部主任。从任务分配中可以看出，刘、邓将129师的“宝”押在了狮垴山。
狮垴山雄踞阳泉西南，与阳泉城垣仅一河之隔，相距不过三四公里。山上峰峦峻峭，崖陡峰险，山下蜿蜒着正太铁路，地理位置非常险要，可以说是正太路西行进入大山区的咽喉。控制这一要地，居高临下，既可以堵住阳泉日军由平定、辽县一线调集兵力支援正太铁路，又可以堵住阳泉日军抽兵解救正太路西段被我各个攻击的分散据点。
按照最初计划，正太路破击战要进行5－7天，因此，狮垴山也必须坚守5－7天。中央纵队出发前，刘伯承、邓小平反复叮嘱陈锡联，战役成果看破坏多少铁路而定，而破坏多少铁路又取决于狮垴山一线能够阻滞日军多长时间。因此，还在战役发起之前，第129师参谋长李达就根据刘伯承、邓小平的指示，将师的主要打击力量总预备队和三个团布置在阳泉以南和西南的苇池村、天华池一线，并决定以老九团（385旅的第769团）攻占并坚守狮垴山，阻滞救援阳泉之敌和由阳泉出援之敌，掩护并保障正太路大破袭的顺利进行。
1940年8月20日凌晨，第769团指战员和第14团的大部奉命行动，以极其隐蔽的行动迅速占领了狮垴山。随后，陈锡联指挥的第385旅指挥所也安插上了山顶，与第769团指挥所驻在一起。
20日白天一整天，狮垴山上静悄悄的。战士们抢修完工事后，抓紧时间休息，养精蓄锐，等待夜晚的来临。
为了在总破袭开始前扰乱敌军、迟滞敌反扑，当天夜里，陈锡联派出两个连的兵力，对阳泉发起了攻击。
8月21日晨，日军在摸不清八路军战役意图和正太路全线战斗情况下，先派出步兵30余人由阳泉出动，向八路军狮垴山阵地进犯。守在山上的陈锡联和769团的指挥员将日军的行动观察得一清二楚。当日军进入山边小河的河滩吃力地涉水时，陈锡联一声令下，山上迫击炮一阵猛轰，半渡而击之，打得敌军丢盔弃甲，弃尸数具，抱头逃窜。午后，日军再次出动步、炮兵150多人向第769团右侧阵地进犯，守卫右侧的1营指战员在3营的配合下，以手榴弹和机关枪向敌人猛烈还击，不大一会儿功夫，就毙伤日军近百人，其中死40余人，日军炮兵中队长中岛也命丧黄泉，其余不敢恋战，向阳泉方向退却。22日晨，阳泉的日军卷土重来，再次出动200余人，向狮垴山东北1营所在的阵地发起猛烈进攻，1营指战员沉着应战，把一次次冲上来的日军打下去，日军在阵地前丢下了52具血水模糊的尸体。385旅政治部主任卢仁灿亲自带领警卫员到1营督战，这时天下起了雨，战士们冒雨作战，情绪高昂。敌人第五次发起攻击，3连的机枪手不幸中弹牺牲，二三十个日本兵哇哇大叫着眼看就要接近阵地，卢仁灿见状高喊：“机枪手，跟我来！”随即跃出指挥所，带领机枪手巩固阵地。这时迎面飞来一颗子弹，穿过跑在前面的通讯员，射中了卢仁灿的右肩，卢仁灿顿时摔倒在地。正在这时，陈锡联赶了过来，指挥机枪手进入阵地。八路军的机枪复活了，冲在前面的鬼子纷纷倒下，1营借势发起冲锋，很快将鬼子赶下狮垴山。
连续受挫后，阳泉的日军旅团长片山省太郞才发觉遇到了真正的对手。他一开始以为攻击娘子关和狮垴山只是民兵或游击队，并没有放在心上。到正太路全线通讯中断，无法与在太原的司令部进行联系，又在狮垴山损兵折将时，才感到事态的严重。此刻的片山象输红了眼的赌徒，决心下更大赌注，夺回狮垴山，打通阳泉进出榆次和太原的道路。23日晨，天刚蒙蒙亮，阳泉守敌加上武装起来的日本侨民1000多人，向狮垴山发起全面攻击。敌人以炮火猛烈轰击并向狮垴山阵地施放毒气弹，接着大队步兵越过桃河，向狮垴山猛扑过来。
陈锡联和第769团的指挥员都深知，能否守住狮垴山，关系到全师在正太路西段破袭战的成败，因而从登上狮垴山的第一天起，就教育、动员广大官兵认清自己肩上重担。各营连在总结了前两天战斗经验的基础上，23日这一天打得更加顽强。工事被日军炮火摧毁了，他们就利用弹坑做掩护；敌人投掷毒气弹，战士们就甩出手榴弹，利用爆炸后的气浪驱散毒气；大雨灌满了战壕、工事和掩体，战士们就趴在泥水里射击、投弹。就这样，指战员们在十分艰苦的条件下打退了敌人的一次次进攻。
当天午后，敌人又从太原出动20架飞机，在我阵地上空盘旋并进行低空扫射和轰炸。在飞机掩护下，日军分多路向狮垴山进攻。敌人越来越近，其中一路日军逼近3营守卫的阵地时，3营指战员跃出工事，与敌人展开白刃格斗，顿时枪炮声喊杀声响声一片，血战至夜幕降临，终于将日寇赶下山。但向1营阵地进攻的日军仍在山腰顽抗，妄图切断1营与团部的联系，聚歼1营，打开西援正太路的通道。郑国仲团长识破敌人的阴谋，命令担任预备队的2营派一个连增援1营。奉命增援的第6连分三路向山腰移动，与敌人冲杀在一起，在1营的联合打击下，数百日寇慌忙撤退，逃回阳泉。
夜里，坚守狮垴山的部队接到八路军总部和野战政治部领导人的嘉奖令，指战员受到很大鼓舞。同时，要求部队坚守狮垴山，坚决阻滞敌军向正太路增援的企图，保证破击战役的胜利。
24日，日军又派出3架飞机对狮垴山阵地进行狂轰滥炸。八路军指战员利用占据的有利地形英勇还击，日军始终未能前进一步。25日晚，破击阳泉至榆次间铁路的任务完成，上级赋予控制狮垴山主力部队破击正太铁路任务，大部分部队于当日撤离，留下一部分继续游击侦察。26日拂晓，日军再次集中300余人向狮垴山进犯，我剩下的小部队与日寇激战并周旋了7个多小时后，为避免与日军决战，剩下的部队转移阵地，3个小时后，日军占领了狮垴山。
日军侵占狮垴山后，于29日晨纠集1000余人，在数架飞机的掩护下，继续向西进犯，与八路军在桑掌、坡头附近展开血战。战斗一直持续到黄昏，八路军援兵赶到，从侧翼猛击日军，将其截成数段。日军见势不妙，马上施放毒气做掩护，突围逃跑。战斗中，八路军击毙200多日军。
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