1939年10月下旬，日军华北方面军第110、第26师、独立混成第2、第3、第8旅各一部，共2万余人，分多路对晋察冀抗日根据地北岳区进行冬季“扫荡”。11月3日，由涞源城出动的日军独立混成第2旅独立步兵第1营主力，被八路军部队歼灭于雁宿崖。晋察冀军区第1、第3军分区针对日军每遭歼灭必急于报复的特点，迅即做好连续作战的准备，隐蔽待机。4日晨，日军独立混成第2旅旅长阿部规秀中将率独立步兵第2、第4营共1500余人，再次向雁宿崖、银坊方向急进，企图寻歼第1军分区主力。晋察冀军区即令第1军分区司令员兼政治委员杨成武统一指挥第1、第3、第25团，游击第3支队，第3军分区第2团，第120师特务团等，共6个多团的兵力，在民兵配合下，先以少数兵力调动、激怒日军，再将其诱至有利地形予以歼灭。日军于4日夜到达雁宿崖村。5日晨，日军进至张家坟一带，游击第3支队、第1团各以一部节节抗击诱其深入；第25团、游击第3支队各一部，前出至涞源城东五回岭、浮图峪，城西灰堡、石佛袭扰和迷惑日军。当晚，日军主力进至司各庄等地，扑空后即大肆烧杀抢掠。6日，日军在游击队的诱击下，于黄昏进抵黄土岭。杨成武决心于黄土岭东北上庄子至寨头之间狭谷伏击日军。遂以第1团及第25团一部并加强第1军分区炮兵连占领寨头东南、西南高地；第3团占领上庄子东南高地；第2团占领黄土岭东北高地；特务团由神南庄北进，从黄土岭东南方向加入战斗。当夜，日军发现黄土岭西北有八路军部队活动，感到有被围歼的危险。7日晨，阿部规秀率部冒雨向上庄子、寨头方向边侦察、边交替掩护前进，以避开八路军主力，绕道返回涞源城。但却始终未能发现两侧高地上的数千名伏兵。15时，当其全部进入设伏地域时，预伏的第1团、第25团一部迎头阻击，第3团和第2团分别从西、南、北三面包围，展开猛烈攻击。日军猝不及防，急忙抢占上庄子东北高地，并向寨头阵地反扑，双方展开激烈的山地争夺战。16时许，第1团指挥员发现在黄土岭与上庄子之间的一座独立家屋附近有多名日军指挥官活动，即令迫击炮连对准目标轰击，后证实，击毙的指挥官中有阿部规秀。