1940年6月17日，八路军120师358旅旅长张宗逊接到上级命令：率部向山西娄烦县米峪镇攻击前进，力争将日军上村大队歼灭。
张宗逊根据师首长的指示，立即调整了部署，组织部队以战斗姿态从临县白文镇向东北开进。
17日4时，358旅4团1营在曹家掌附近与由米峪镇向静乐撤退之敌遭遇，4团根据旅首长的决心，迅速抢占了该村东南高地，准备苦战以拖住敌人。
日军上村大队一路急行，于13日最先到达娄烦镇，14日杀进米峪镇，结果却是扑了个空。
上村以为八路军120师主力及后勤机关一定是因为自己攻势迅猛，逃往对久镇。所以，15日一早，上村分兵两路，自己率主力500余人经屹绥村攻击对久村，另200余人为策应，经杜里村向对久镇进行两面夹击，结果还是扑了个空。
上村忽然间感到有点手足无措。他的任务就是配合攻击双龙镇、对久镇地区，围歼八路军120师主力及后勤机关。现在他已提前到达对久镇，但并没有发现八路军120师的主力，他不知自己下一步应向什么方向进攻，只好等上峰的指示。
上峰的指示于15日夜到达，但令上村感到有点莫名其妙，越生虎之助命令他务必于第二天撤回到静乐。
上村以为自己从静乐出发就是要配合主力部队对八路军120师进行围歼，但现在寸功未立，主力部队正在共产区内四处突奔，为什么命令我撤呢？
上村到底是个日本士官学校毕业的高材生，知道服从命令的天职，虽然心存疑虑，但他还是按上峰指示于16日到米峪镇，并于17日拂晓向静乐方向撤退。
没想到刚刚离开米峪镇，就与八路军遭遇了。上村一时兴起，立即组织部队展开进攻，对我军抢先占领的村东南高地更是势在必得。
但这一仗实在令上村感到有点意外，他的部队从早上4时一直攻击到8时，整整4个小时，一个小小的高地竟然没能夺下来。庆幸的是，其它几个制高点已经抢占，算是与八路打成平手。
与敌遭遇的消息传到358旅指挥部后，旅长张宗逊坐不住了，他立即赶到前沿指挥作战。观察了战场的态势后，重新调整了部署：
命令716团3营接替4团3营阵地，向敌谷练村以西高地发动进攻，4团3营集结在兴旺庄作为旅预备队；
716团2营和4营对敌米峪镇以北高地发起进攻，准备夺取敌人所掌握的全部制高点，将敌人压迫于大川内，于黄昏后发起总攻，将敌人一举歼灭。
狡猾异常的上村似乎也看出了张宗逊的这步棋，命令部队死守各制高点，不许退后一步。
由于此战是在敌扫荡初期在内线战场进行的，敌人斗志尚存，知道外线他们的部队会很快到达，遂拼死抵抗。
716团3营虽然曾一度占领了敌谷练村的两个制高点，但在敌人猛烈的反冲击下得而复失。各制高点争夺异常激烈。一上午苦战，双方形成对峙。
中午12时，358旅716团1营和第2支队从罗家岔赶到加入战斗，我军攻击力顿时大增。
敌各制高点危在旦夕，上村感到形势有点不妙，开始动摇。见外线援兵迟迟不见动静，便决心坚持到黄昏后突围。
下午17时，358旅部署调整完毕后，全线向敌人发起总攻。716团2营占领米峪以北高地，残敌退到山下向东突围，遭我4团1营堵击，转向兴旺庄逃窜，又遭我4团主力迎头痛击，日军不得己退入大川内。
与此同时，我2支队也进入谷练村。天黑后，主力冲进大川与敌近战肉搏。一场混战，除少数日军从潘家庄逃出去外，大部被我军歼灭。
张宗逊见此时主动权掌握在我军手中，不宜与敌人打成乱战，遂决定以少部兵力监视被围残敌，主力集结整顿，并准备于18日围歼残敌。
日军第9混成旅团旅团长越生虎之助闻知上村大队在米峪镇附近被围，心中吃了一惊。他没想到八路军竟敢在他大军压境的形势下，有勇气以遭遇战的形式欲将他一个大队一口吃掉。
他一面急令静乐、古交、文水等地部队驰援米峪被围的上村大队，一面协同第16混成旅团旅团长村井，指挥各路“扫荡”部队迅速展开，向八路军腹地纵深推进。
120师首长发现日军“扫荡”部队全面展开，加速向我根据地内地推进，特别是增援米峪之敌2000余人正向米峪疾进，为防止被动，急忙命令358旅张宗逊将主力火速转移，准备下一步作战行动。
张宗逊眼见残敌全歼在即，撤出战斗难免可惜，他有些不甘心。当下，他命令4团接替716团对谷练山残敌的攻击任务，并限4团务必于当晚结束战斗。
由于师里有要求，张宗逊特别交代4团，无论能否全歼残敌，黄昏前部队必须撤离。随后，张宗逊率旅直、716团、2支队向罗家岔转移，各部队向赤坚岭集结，准备下一阶段的战斗。
幸运的是，9团对残敌发起的攻击还算顺利，经过激战，将残敌大部歼灭，并安然向赤坚岭转移。
此战，八路军120师张宗逊358旅一反常规，在敌对我根据地发动大规模全面进攻的初期，果断把握战机，一举全歼日军精锐的上村大队500余人，俘虏4名，缴获步枪150余支，轻重机枪6挺。
米峪镇歼灭战，被誉为八路军在抗战史上“硬碰硬”的杰作，为彻底粉碎日军的这次扫荡奠定了胜局。
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