1938年初，根据八路军总部命令，为打击与削弱侵入晋东南和占领长治的敌人，并策应晋西的八路军第115师主力和晋西北的八路军第120师作战，以牵制向黄河防线进攻的日军，八路军第129师将主力部队向南转。3月上旬，八路军第129师部队在邯长大道以北的襄垣、武乡地区集结，寻机歼敌。

八路军第129师师长刘伯承，根据“敌一处受袭，他处之敌必然出援”的规律，并结合黎城、潞城之间有浊漳河相隔，便于阻断交通，以及神头岭附近地形复杂、便于设伏的判断，与八路军第129师政委邓小平、副师长徐向前共同制定作战方案，决心“攻其所必救”，袭击黎城，吸引潞城之敌出援，于潞河村与微子镇之间神头岭地区伏击歼灭该敌，并相机打击由涉县出援之敌。具体作战部署是：以第769团一部袭击黎城，吸引长治、涉县日军来援；以该团主力置于黎城东北之东黄须、西黄须，伏击由涉县来援之敌；以陈赓旅长、王新亭政治委员指挥第386旅辖第771团、第772团及补充团于神头岭设伏，伏击由潞城来援之敌。

1938年3月16日4时，按照作战部署，第769团第1营袭入黎城城关，与黎城日军进行激烈巷战。在歼敌100余人后，第1营立即撤出城外转至乔家庄南侧。涉县的日军有数百人乘汽车向黎城增援，在东黄须、西黄须与第769团主力接触，日军稍做抵抗便窜回涉县。5时许，第771团特务连烧毁黎城西南赵店镇浊漳河上的木桥，切断了神头岭、黎城之间的交通。8时30分，潞城日军来援之敌乘两辆汽车扑来，因木桥被毁，被阻于河边。日军的主力部队于9时到达神头村附近集结，并派骑兵在我军设伏地区搜索。

神头岭战斗，是“吸敌打援”歼灭敌援军的典型战例，也在日军中引起极大震动。一名从战地侥幸逃脱的日本《东奥日报》随军记者，写了一篇名为《脱险记》的通讯，称神头岭之战是八路军的“典型游击战术”。这次战斗，是八路军第129师坚决执行“基本的是游击战，但不放松有利条件下的运动战”的战略方针，是由红军时期的正规战向抗日游击战争转变中获得重大胜利的几次战斗之一。我军准确掌握敌情，适时定下伏击歼敌于运动中的正确决心：注重现地勘察，巧妙利用地形，正确选择伏击阵地，进行严密伪装；同时，周密部署和使用兵力，采取三面伏击，形成“口袋”，因而收到了隐蔽突然、出敌不意、速战速决之效。

八路军第129师在正太铁路、邯长路上连续取得了长生口、神头岭、响堂铺战斗的胜利，不仅有力地打击和钳制了日军，提高了抗日军民粉碎日军“九路围攻”的信心，而且同八路军第115师主力在晋西的蒲县、大宁间，以及八路军第120师在晋西北的神池、五寨、保德、偏关地区的作战相策应，有力地钳制了日军向晋南、晋西国民党军的进攻，配合了正面战场在黄河西岸和南岸的防御。