1939年9月，第120师主力奉命由冀中区转移至北岳区的行唐县整训待命。25日，日军独立混成第8旅旅长水原义重少将率第31营及灵寿、正定等4县伪军一部，共1500余人，自灵寿出动向慈峪进犯，企图采取所谓“牛刀子战术”，奔袭晋察冀边区南部重镇陈庄，寻歼八路军主力，摧毁抗日根据地的后方设施。第120师师长贺龙、政治委员关向应和晋察冀军区司令员兼政治委员聂荣臻获悉日军行动后，决心以少数兵力节节抗击，诱敌深入，尔后集中优势兵力将进犯日军歼灭于运动中。遂令第359旅第719团在慈峪以北地区，正面抗击，吸引敌人；第358旅第716团、独立第1旅第2团、独立第1支队和抗大二分校等部，隐蔽集结于陈庄东南口头镇、秦家台、牛下口（今均属行唐县）等地区，准备向进犯日军侧后突击，并在正面部队配合下，将日军歼灭于东西岔头至南北谭庄地区；以晋察冀军区第4军分区第5团在慈峪以南地区监视日军行动。25日晚，日伪军进占慈峪。26日拂晓，日伪军继续北犯，在南北伍河及北霍营地区遭第719团阻击后，于当日午后退回慈峪，并伪装向灵寿撤退。27日拂晓前，日伪军除留部分兵力据守慈峪外，主力1100余人轻装急进，秘密沿鲁柏山南麓小径，经南燕川、湾子里、长峪奔袭并占领陈庄。贺龙、关向应和聂荣臻等判断日军孤军深入，增援和补给困难，必将迅速撤离，并针对日军一般不沿原路撤退的特点，立即调整部署：第719团、第358旅第4团担任曲阳、行唐方向的警戒；第358旅第716团，独立第1旅第2团、独立第1支队，分别由口头镇、秦家台、牛下口进至陈庄以东磁河两岸的东、西寺家庄及冯沟里地区设伏，歼灭进犯日军。并令独立第1支队和独立第1旅第2团各派1个营进至长峪地区，截歼可能从原路返回之日军。在独立第1支队等部的袭扰下，侵占陈庄的日伪军于28日晨焚烧陈庄房屋后沿磁河大道东撤。10时许，日伪军全部进至冯沟里、破门口地区，独立第1支队、第716团、第2团突然发起攻击，日伪军夺路东逃。第4团奉命于14时赶至石嘴，占领破门口以东阵地，堵住日伪军退路，使其四面被围。战至23时，日伪军被全部压缩于冯沟里、破门口两个村寨。被围日伪军告急，灵寿、慈峪日军800余人增援，在白头山地区遭第719团阻击，增援日军虽多次组织攻击，均未奏效。29日拂晓，被围日伪军待援无望，突破第2团阵地，夺路南逃。第5团奉命先机抢占鲁柏山制高点挡住去路，尔后第716团、独立第1支队及第2团尾追赶到，又将在逃日伪军包围于鲁柏山北侧鞍部万寺院地区。激战至30日，全歼被围日伪军。这次战斗，毙伤俘日伪军1380余人，挫败了日伪军寻歼八路军主力的企图。