作战命令下达后，3月5日凌晨，李达指挥易良品青年纵队由冶陶经鞍子岭向南，王长江警备旅由石泊镇经王金庄向东南，同时进攻朱军补充团守备的庙庄、西蛟、南坡、桃花山及前后李家村、前后牧牛池阵地，激战至下午4时，连续攻拔碉堡50余座，该团残部向牧牛池南逃走。
晋察冀陈正湘挺进支队由石泊镇出击，遭到守备前后何家庄、禅房、青阳山的新24师第7团的阻拦。该师系东北军骑4师改编，派员与之联系，劝其与八路军联合抗日，谈判达5个小时，该团团长仍不允借路。
八路军为照顾与东北军统战关系，答应绕路前进。该团竟乘八路军不备，突然开火，八路军只好回军反击，该团很快放弃40多个碉堡，向关防、两岔口撤走。晚10时，中央纵队全部会师于前后牧牛池地区。
周希汉指挥的右翼纵队同时开始进攻，在峪门口将冀察游击第二纵队第四支队击溃。至5日晨，攻占南王庄和齐家岭，歼灭顽军1个营。顽军以3000余人进行3次反扑，企图夺回齐家岭，均未得逞。以后，周希汉即以主力扼守齐家岭，另一部绕过齐家岭向北王庄方向推进。
王树声指挥左翼纵队，3月4日下午由固城出发，当夜派出两个连袭扰马庄、天井一带的94师，主力则进至张尔庄东南山地，阻止该师向东南逃走，并监视彭城、峰峰、和村等据点的日军。
桂干生指挥别动支队两个团，也于3月4日下午由任村集向南北阳城前进，由于在南坡一带遭到鹿钟麟部队的阻击，因而未完成破坏浮桥任务。
朱怀冰部队遭受攻击后，迅速龟缩到南北两岔口、东西花园、南北贾璧一带。朱怀冰认为该军阵地前有孙殿英新编第5军2个师和几个游击支队作屏障，可以固守待援，未料到孙军经打入该军的中共党员副军长邢兆棠和副师长靖任秋等说以利害后，竟对朱怀冰军和八路军摩擦持中立态度，允许八路军借道通过孙军防区围歼朱怀冰军。
3月6日晨，李达指挥中央纵队主力向朱怀冰的97军发起进攻；王树声指挥左翼纵队向张尔庄、南北贾璧、淘泉等地包抄。拂晓，两纵队接近97军后，迅速发起猛攻。
朱怀冰未料到八路军超越孙殿英军防地直捣他的指挥机关，措手不及，经李达、王树声率军南北夹击，很快丢下后方机关和全部辎重向南逃窜。刘伯承、邓小平在任村集指挥所，捕捉战机，立即命令各部不顾疲劳，进行穷追猛打，坚决将朱怀冰消灭在林县、科泉以北地区。
为了阻止朱怀冰部渡过漳河后逃脱，刘伯承、邓小平命令周希汉率右纵队由邰家口、小王村渡过漳河，连夜轻装向南疾进。7日上午9时，先头团飞奔至卢家寨、东西岗地区，咬住了97军的后尾。朱怀冰被迫返回应战，仓皇将部队展开，分守附近几座山头。8日拂晓，陈正湘、刘道生指挥挺进支队和冀中警备旅赶到姚村一带，经过7小时激战，击溃97军3000余人。易良品青年纵队也消灭97军1个营。然后李达指挥各军由姚村东边的南北卷一带，由西向东席卷围攻顽军。
当时在晋察冀被赶出来的金宪章新编第2师和游杂武装黄宇宙等部，也均麇集在这一带，和朱怀冰、鹿钟麟两部交混在一起反对八路军。刘伯承、邓小平为消除后患，遂指挥大军一并对之围攻。除陈希平94师有一定战斗力外，其他各顽均系乌合之众，经八路军围攻，即大部被歼，剩余3000余人漏网，经横水、科泉南逃。但这些顽军逃到临淇地区，又被桂干生率领的别动支队伏击，最后鹿钟麟、朱怀冰等仅剩下2000余人逃向修武境内。
3月9日，129师师部接到了集总的指示：卫立煌出面请求我军停止进攻，表示愿意同我军谈判。八路军为了再一次表示诚意，向卫立煌做出最后的让步：一、撤退高部峰头村、东王庄、东西石门、西坪罗之线以南的八路军；二、我唐天际部主力撤到陵川，仅留小部掩护高、阳、垣线兵站；三、临、汾、屯公路以南，长乐、高平公路以西之八路军撤至公路以东、以北，该公路以东、以北之各友军同时撤至该公路以南、以西；四、请卫立煌保证我高、阳、垣、曲兵站一线及我来往人员之安全，并令各军互相尊重，取消对八路军的敌视态度；五、如卫立煌同意以上条件，八路车当即遵照春季部署坚决打击敌人。
遵照集总的这一指示精神，并为了表示我军不愿扩大武装冲突的诚意，129师对俘虏进行了教育之后，分批交还给了鹿钟麟、朱怀冰等部。其家眷们，也派人送了回去。3月16日，部队北撤。从此，邯长公路以南，临淇、西坪罗以北地区，便被八路军所控制。