9月23日，日軍獨立第8混成旅團以其第31大隊，並糾集靈壽、正定、行唐、無極各縣偽警備隊，共1500餘人，強征民夫200人，大車數十輛，在水源旅團長指揮下，由靈壽向北進犯。企圖先沿磁河向北譚莊作試探性進攻，以聲東擊西，避實擊虛之戰法，迷惑國軍，爾後乘虛走小路輕裝奔襲陳莊，消滅國軍後方機關及破壞設施。

國軍判斷日孤軍深入山區腹地，可能由慈峪鎮、北譚莊、東西岔頭主要道路進犯陳莊，遂決心利用山區有利地形，誘敵深入，集中優勢兵力，於北譚莊至東岔頭地區布成袋形陳勢，殲敵於運動之中。據此，作如下部署：第719團以一部兵力於北霍營、南北伍河、白頭山地區從正面節節抗擊，誘敵進至山門口、橋塔崖附近地區，主力隱伏於山門口、劉庫池一線佔領側擊陣地；第2團隱伏於小文山西側地區，突擊敵之側背，以一部扼守東岔頭以東高地，阻敵前進；獨立第1支隊隱伏於程家莊地區，突擊敵之側後；第4團，於口頭鎮地區，警戒行唐、曲陽方向之敵，掩護各後方機關；晉察冀第4分區獨立第5團，進至慈峪鎮以南地區活動，監視靈壽至慈峪鎮敵之後續部隊的行動。25日下午，第716團由冀中到達南北城寨地區待機。

9月25日拂曉，日軍由靈壽向慈峪鎮進犯，遭國軍4分區獨立第5團節節阻擊。7時，日軍攻佔慈峪鎮後，繼續向南伍河、北霍營國軍第719團陣地進攻，國軍將日軍誘至南譚莊、北伍河地區。

26日上午，日軍向白頭山、北譚莊進犯，遭國軍第719團阻擊後，即停止進攻。下午4時，日軍由南譚莊、北霍營、北伍河地區撤回慈峪鎮，並將笨重物資運回靈壽，偽裝撤退，企圖麻痹國軍。國軍第719團以一部夜襲慈峪鎮，日軍固守村莊，不為我動。

27日拂曉，日軍400餘人留守慈峪，主力1100餘人輕裝出動，沿魯柏山及秋山南麓小路，經北燕川和長峪，奔襲陳莊。沿途遭國軍4分區獨立第5團一部和民兵遊擊隊阻擊。11時，日軍襲佔陳莊。國軍得悉日軍進襲陳莊，即令第716團，第2團、獨立第1支隊向西轉移，隱蔽集結於陳莊以東大莊、南北台頭地區，以第1支隊一部與日軍接觸。是夜，該支隊與抗大第2分校一部，由東西兩個方向，不斷襲擾陳莊之日軍，消耗疲憊敵人，為主力殲滅該敵創造條件。

日軍襲佔陳莊後，第120師及晉察冀軍區首長判斷，日孤軍深入，後方交通無保障，不能久佔陳莊，有迅速撤退可能；並估計日軍由來路向南退卻可能性較小，沿磁河大道東撤，既是捷徑，又可得到慈峪鎮之日軍的接應，這種可能性較大。遂決心集中主力在東西司家莊、高家莊之線伏擊日軍，不論敵東撤或南退，均能堵擊殲敵於運動中。具體部署為：獨立第1支隊（欠1個營），繼續與日軍保持接觸，如敵向東退走，以節節阻擊，誘敵進至國軍伏擊地區，若敵南退，則尾追敵人。第716團隱蔽集結於東西司家莊至南北台頭之間，第2團（欠1個營）隱蔽配置在馮溝里、破門口及其以南地區，佔領伏擊陣地，待敵軍通過時，突然包圍殲滅之。獨立第1支隊和第2團各一個營，進至長峪附近，如敵從原路撤退，則堅決阻擊敵人，以待我主力到達時殲滅之。第719團仍於南北譚莊及白頭山佔領陣地，嚴密監視慈峪鎮日軍的行動，堅決阻擊該敵北犯，保障主力殲滅由陳莊回撤之敵。第4團以一個營仍擔任對行唐、曲陽方向警戒，主力集結於牛下口待命。28日拂曉前，各部均進入了指定地區。

28日，襲佔陳莊之日軍，經國軍徹夜襲擾打擊，異常恐慌。6時，縱火焚燒村莊，開始向東撤退。一部向七祖院、大莊國軍獨立1支隊進攻，主力由陳莊附近涉過磁河示形南退。國軍第2團主力遂向長峪方向轉移，防敵南撤。但日軍過河後又轉頭向東，沿河南岸迅速東退，進到高家莊、馮溝里、破門口地區。其先頭進到破門口時，遭國軍第716團一部堅決阻擊。此時，國軍716團主力涉過磁河，向南攻擊敵人，正向長峪轉移的第2團亦迅速回師向北發起進攻，獨立第1支隊尾日軍向東攻擊。日軍處於我四面圍攻之中，遂佔領高家莊、馮溝里、破門口等村落及附近之高地頑抗，以一部由馮溝里涉河搶佔南台頭西側高地，一部向高家莊東側國軍第2團的青山陣地猛烈攻擊，企圖奪佔有利地形，未能得逞，傷亡慘重。激戰到13時，附近有利地形均為國軍控制。14時，國軍第4團由牛下口進至石咀，佔領破門口以東高地，向日軍發起進攻，敵東竄逃路被國軍封住，完全陷於絕境。

28日15時，靈壽之日軍向慈峪鎮增援300餘人，16時，會同慈峪鎮日軍（共800餘人）向白頭山進犯，企圖接應被圍之日軍，遭國軍第719團頑強阻擊，被阻於南北伍河、白頭山地區。

為全殲被圍之日軍，師決定調整部署，黃昏後發起攻擊。20時，日軍所佔高地均被國軍攻佔，被困於馮溝里地區據村頑抗，國軍因手榴彈大部受潮失效，未能解決戰鬥，與敵形成對峙。

29日拂曉，第719團對攻佔白頭山之日軍發起反擊，殲敵一部，恢復了陣地，餘敵退回南北伍河。此時，被圍之日軍待援無望，拂曉向馮溝里南山突圍。10時，國軍將日軍包圍於魯柏山以西高山深谷地區。14時，第716團、獨立1支隊向日軍發起總攻，殲敵大部。日軍在飛機掩護下向國軍反撲，復佔失去高地，與國軍對峙。是夜，國軍再次發起攻擊，到30日晨，日軍悉數被殲。

陳莊殲滅戰，歷時6天5夜，擊斃敵旅團長以下1280餘人，俘敵16人，繳獲山炮3門、輕重機槍23挺，步槍500餘枝、戰馬50餘。國軍陣亡142人，傷415人。

歷史影響：

此次戰役，國軍首先正確地判明敵軍行動企圖，抓住殲敵戰機。此次日軍進攻陳莊，一反常規，使用了所謂‘山地討伐的進步戰術’，先以一部在北譚莊方向佯攻，迷惑國軍，誘國軍部隊於該地，以求避實就虛。繼則撤回慈峪鎮，偽裝向靈壽退卻，欺騙國軍。

但國軍正確地判明敵主要目標是進襲陳莊，其未經激戰而退卻，必有其奸。當日軍襲佔陳莊後，國軍根據其行動企圖，判斷其必將速撤。

最後，阻日軍增援，斷其逃路，是實行包圍迂迴打殲滅戰的一個重要部署。這次作戰，第719團在白頭山地區阻擊援敵的勝利，對保證主力全殲被圍之日軍起了重大作用。

此役，第120師集中六個團的優勢兵力，全殲了日寇獨立第8混成旅團第31大隊，共1200餘人，給進犯我邊區的日軍以沉重打擊，提高了邊區軍民粉碎敵人“秋季大討伐”的勝利信心。

（資料來源，參考：維基百科、百度百科、中華網）