到神池10來天後，宋時輪團長奉命率716團第2營和團偵察連組成雁北支隊，挺進朔縣敵佔區開展遊擊戰爭，新任團長賀炳炎。此時忻口戰役已經開始，正在進入緊張時刻。在日軍進攻正面擔任防禦的是閻錫山的晉綏軍、衛立煌的中央軍以及西北軍、川軍，部署在忻州北面的山中。這些山一旦打開，太原就失去了最後一道屏障。八路軍擔負配合、支援忻口戰役的任務，120師在忻口以北的敵後開展遊擊戰爭，具體部署是，359旅和358旅在原平以西攻擊大牛店等地日軍側翼，716團直屬隊和第3營組成賀廖支隊，再向北去，插到雁門關，以遊擊戰爭襲擾、伏擊日軍的南北運輸線，切斷敵人的交通，佔領雁門關。回到團部，賀炳炎團長和廖漢生傳達了師首長的戰鬥意圖，率團直屬隊和第3營組成賀廖支隊向雁門關地區挺進，第1營則隨358旅旅部和715團行動。支隊一路急行軍趕到雁門關西南臨洮梁山中的老窩村駐下，偵察敵情，尋找戰機。

八路軍得到情報，10月18日日軍將要從原平撤回死傷的士兵，於是決定打它一個伏擊。由於敵車隊不走雁門關過，那裡並沒有日軍駐守，只在廣武駐有少量兵力，八路軍主動改變師部指定的位置，確定在黑石頭溝一帶的公路設伏，同時派少量兵力佔領雁門關。八路軍的計畫得到了師部批准。

1937年10月17日黃昏，賀炳炎團長和廖漢生率部由老窩村進至雁門關西南的秦莊和王莊，隱蔽宿營。他們發現公路並不在雁門關下，遂帶上各連幹部去黑石頭溝、吳家窯一帶去看地形，確定伏擊部署公路西側，並預先做破路工作，同時派少數兵力佔領雁門關。

18日淩晨5時，部隊踏著牧羊人走的山間小道向預伏地——雁門關南山腳下的黑石頭溝開進。此溝南低北高，溝底盡是山洪沖下的亂石頭，汽車路順溝由南向北而上，南端有一座小石橋，這是個打伏擊的好地方，第716團主力設伏於公路西側高地，各連隊迅速進入伏擊位置，團指揮所設在一處山頭上。

18日上午9時許，日軍運輸車隊，滿載兵員、彈藥，拖著滾滾煙塵像長蛇一般從南向北駛入伏擊區，據觀察哨報告約有百十輛之多，指揮位置上看到的就有二三十輛，前面的幾輛車拉著傷兵、死屍和護衛的武裝士兵，後面都是空車。日軍車隊緩慢地拐過小石橋，爬上陡坡，進入伏擊地域。就在這時，賀炳炎團長一聲令下：“打！”第716團各種火器一齊射擊，步槍、機槍交織成密集的火網，團屬迫擊炮連把一顆顆炮彈準確地吊進車廂。打頭的幾輛車被打著了火，燃燒爆炸，車上的敵兵紛紛跳車。隨著衝鋒號響，3營營長王祥發率領突擊連如猛虎一般撲下山去，其他幾個連也相繼發起衝擊。部隊打得很猛，一下子就把敵人壓到亂石滾滾的溝裡。

賀炳炎團長和廖漢生帶著幾個警衛員也沖下山，靠前指揮。戰鬥打響不久，在黑石頭溝北邊擔任警戒的分隊報告，從廣武方向又開來日軍車隊，也有百多輛，滿載著向忻口增援的彈藥和士兵，急急駛進黑石頭溝。警戒分隊沖著打頭的幾輛汽車一頓猛揍，打著了火。後面的日軍迅速跳車登山，順著西邊的山梁轉到八路軍左側，向在公路上出擊的八路軍射擊，對八路軍威脅極大，天上敵機4架也趕來助戰。八路軍立即把部隊重新拉上山。在這個過程中，八路軍的傷亡驟然增大，賀炳炎團長的警衛員被敵人機槍打倒，負了重傷，賀炳炎的胸前也被一顆子彈橫著穿過，把他的皮襖貫穿了兩個洞。

激戰中，日軍又有汽車200餘輛由陽明堡方向向北駛來，第716團即分兵一部阻擊該敵。激戰至夜間，日軍援兵又至，八路軍看到伏擊目的已經達到，戰場形勢急轉直下，遂主動撤出戰鬥。

此戰，共斃傷日軍300餘人，擊毀汽車20餘輛。黑石頭溝裡黑煙滾滾，擊毀的汽車從南北兩頭把路堵死了，日軍南北兩個車隊300來輛車被阻在溝裡，動彈不得。這一仗，八路軍的傷亡也不小，據統計，負傷53人，陣亡50人；11連損失最大。該連政治指導員胡覺三在與敵人格鬥中，發現車下藏著一個敵兵，上前去捉活的，卻被那傢伙一槍打中了胸膛，不幸犧牲。撤出戰鬥時，由於情況緊急，八路軍只把傷患背了出來，胡覺三等50位犧牲同志的遺體沒能搶運出來。

兩天後，八路軍又把部隊拉到雁門關西邊的山址子上，選擇從廣武方向來的汽車路將要上埡口的地方作為伏擊點，第1營、第3營分別擺在汽車路東西兩側，伏擊日軍從北向南的運兵車隊。吸取上一仗的經驗教訓，八路軍事先對公路、橋樑進行了徹底的破壞，賀炳炎團長帶兩個連到黑石頭溝及鬥口梁子一帶破壞了七座橋樑和幾千米的電話線。

20日上午，日軍200多輛汽車結隊而來。過去日軍從廣武過雁門關地段，都自恃援兵眾多、彈藥充足，端坐在汽車上不下來，自從18日在黑石頭溝遭伏擊後就改變了。這次在廣武鎮就下了車，首先是一個營的步兵通過，人走前，車走後，並有5架飛機偵察助戰，邊搜索邊前進。敵變我變，為了避免過大的傷亡，八路軍在給敵人以猛烈、突然的火力襲擊之後，立即撤出戰鬥。團部把1營帶回來，王祥發營長率3營佔領了雁門關，把抗戰的旗幟插到了古上。

20日夜，第716團一部復佔雁門關，另一部破壞了廣武至太和嶺間的公路及橋樑。21日晨，第716團再次設伏於黑石頭溝地區。日軍由南向北的汽車200餘輛和由北向南的汽車數十輛相向而來，當其先頭車輛駛入伏擊區時，第716團居高臨下，以突然而猛烈的火力展開攻擊。日軍在8架飛機支援下進行反撲，第716團斃傷日軍一部後撤出戰鬥。該團兩次伏擊戰鬥，共斃傷日軍500餘人，擊毀汽車30餘輛。

歷史影響：

在忻口會戰的日子裡，716團接連在雁門關一帶伏擊敵汽車隊，襲擾並一度切斷了交通運輸線，遲滯了日軍對忻口前線的增援，使敵人沒有飯吃，沒有子彈，沒有援兵，造成了很大的困難，也給忻口正面防禦作戰的國民黨守軍以有力的配合。南京國民政府特對716團進行傳令嘉獎，海內外報紙也大力宣傳雁門關伏擊的戰果，稱之為“雁門關大捷”。

八路軍第120師切斷了日軍由大同到忻口的交通補給線，同時第115師打擊了蔚縣至代縣的日軍交通補給線，使進攻忻口日軍的彈藥、油料供應瀕於斷絕，攻勢頓挫。忻口會戰前敵總指揮衛立煌在戰役結束後曾對周恩來說：“八路軍把敵人幾條後路都截斷了，對我們忻口正面作戰的軍隊幫了大忙。”毛澤東主席在和英國記者貝特蘭的談話中、在《抗日遊擊戰爭的戰略問題》一書中對此也給予高度評價，他指出：“遊擊戰爭還有其戰役的配合作用。例如：太原北部忻口戰役時，雁門關南北遊擊戰，破壞同蒲鐵路、平型關汽車路、陽方口汽車路，所起的戰役配合作用，是很大的。”列舉了包括賀廖支隊對大同雁門關敵軍主要運輸道路的截斷、雁門關的兩次奪回在內的諸多勝仗，說明“八路軍起了非常大的作用”。雁門關伏擊，作為120師抗戰之初有代表性的一仗載入了八路軍英勇抗戰的光榮史冊。

（資料來源，參考：百度百科、中文百科在線、互動百科）