1938年，人侵山西的日军，一面积极攻夺晋东南城镇要地，一面沿邯（郸）长（治）大道长驱突进，进攻临汾。邯长大道成为日军一条极为重要的后方交通运输线，黎城成为运输线上一个重要的兵站基地。为了切断日军运输线，狠狠打击日军的嚣张气焰，刘伯承、邓小平、徐向前三位首长经过认真研究，决定派一部分兵力佯攻黎城，而在黎城、潞城之间的神头岭布下重兵，等待涉县、潞城的援敌，集中兵力歼灭之。他们将神头岭伏击战计划电报朱德、彭德怀，3月12日朱、彭批准了战斗计划。
　　3月15日夜，设伏神头岭的我军第一二九师三八六旅在陈赓旅长的带领下，消然进入神头岭。16日凌晨4时，按照预定计划，我军第七六九团一个营向黎城守敌发起猛烈攻击，黎城守敌措手不及，惊恐万分，向潞城、涉县敌人求援，果然中了我军布下的“迷魂阵”。涉县增援日军急忙出动，被我军第七六九团主力击垮，仓皇窜回涉县。潞城日军接到求援信号，也于8时许派出部队增援，敌先头部队到达黎城赵店镇浊漳河大木桥时，才发现大桥已被我军炸毁，只得望河兴叹。9时许，潞城方面派出1500人的主力部队，经神头岭向黎城进发，这是日军第十六师团下元兵团柏谷联队的精锐。他们不可一世，绝对没想到我军敢啃这块“硬骨头”，大摇大摆进了我军的伏击圈。“打！”一声令下，刹那间神头岭变成了一座火山，成百成千的手榴弹在敌群中炸响，横飞的弹片，闪闪的火光，连同飞腾的硝烟尘土，汇成了一条愤怒的火龙，一下把长长的日军队伍和公路都吞没了。敌军鬼哭狼嚎，抱头鼠窜，我军乘胜冲进敌群，用刺刀、长矛、大刀与敌展开激烈拼杀，仅两个多小时就结束了战斗。13时后，潞城、黎城又派出增援部队，但都　被我军第一二九师击退，16时全部战斗结束，共歼敌1500余人，缴获长短枪550余枝，击毙骡马600余匹，而我军伤亡仅240余人。
　　神头岭伏击战，是八路军挻进山西抗日前线后一次较大规模的伏击战，对牵制日军向晋南、晋西进攻起到了重要作用。这次伏击战是八路军“吸打敌援”歼灭其援军的最好战例之一，就连日军统帅部也不得不称之为八路军的“典型的游击战”。