1938年10月3日晨，日军出动一百多人向阜平的东、西庄发动进攻，当即被正面的一分区三团所击退，但这其实只是一个序幕，是敌人在用试探性进攻摸八路军的底。

与过去相比，秋季围攻中的日军步、骑、炮兵齐全，不仅加强了技术兵器，而且还采取了各兵种混合编成及强大的纵深配备。从第二天上午起，约七八百名日军进至一团所控制的西庄，其前卫发现一团警戒部队后，立即架起迫击炮，朝一团主阵地猛轰。炮击持续了二十多分钟，一团阵地陷入一片火海之中，附近的房屋纷纷坍塌，被炸倒的果树遍地都是。

炮击结束后，日军在机枪掩护下，通过河滩冲向一团阵地。就在这时，埋伏在山上的一团二营突然甩出一排手榴弹，接着便来了个反冲锋，预伏于西北面的三团主力也同时出击。刹那间，公路上、田野里、草丛中，到处都是刺刀撞击声和死伤者的惨叫声。

一番激烈的近战之后，日军被冲垮了，只得仓皇后退。为了避免被日军纵深火力所杀伤，八路军也未一味追击，而是重新占据了有利地形。果然没过多久，日军便开始了第二次炮火准备，随之飞机也赶来助战，至下午三点，仅一团二营阵地上被炸开的松土就已达到半尺深。八路军对此早有预料，就像日军第一次对阵地进行集中轰炸时一样，他们除在山头阵地两侧各留少数人监视敌步兵行动外，主力全都有秩序地撤出了阵地。

炮火一停，战士们便重新跃入阵地，一看，临时所建的简易战壕和掩体全都被炸塌了，山头表面原本覆盖着厚厚的沙土碎石，也几乎被炮火翻了个。激战正酣，谁也顾不了这些，掩体不是被炸塌了吗？没关系，现成的炮弹坑有的是，许多人扑通一下跳进炮弹坑，三蹬两蹬，很快就搞成了一个射击掩体。

日军一连发动三次冲锋，均未能够如愿。停了一段时间，他们在得到后续部队补充后，又组织了新的进攻，并且在进攻前施放了烟幕弹和催泪瓦斯弹。八路军对此亦早有防范，敌人放毒气弹，就赶紧撤到山后隐蔽，等到敌人进攻时，再返回阵地实施反冲锋。敌人的损招不但未能起到作用，反而因为风向逆转，自己还被毒气弹熏伤了一百多人。

几次冲锋和反冲锋下来，敌我双方伤亡都很惨重，在八路军阵地前沿及河滩上，丢弃的枪支和横躺竖卧的尸体已遍地皆是。