1939年5月9日，日軍華北方面軍糾集混成第三、第九旅團各一部共5000餘人，由五臺、大營鎮等地出發，企圖合擊駐紮在阜平縣以西龍泉關地區的晉察冀軍區領導機關。

負責拱衛軍區機關的三五九旅旅長王震得到這條情報後，立即命令717團向龍泉關靠攏，阻擊由五臺向東進犯的日寇，掩護軍區機關撤離。

717團領受命令後，立即從豆村鎮出發，經銅錢溝向阻擊地域前進。

此時，進犯的日軍已經佔領銅錢溝，攔住我軍去路，由大營鎮進犯的日軍也向銅錢溝方向撲來。717團被擠在一條狹長的山溝裏，兩側是高山，前面是鬼子，處境十分危險。

團長劉轉連立即命令團主力搶佔兩側高地，依託有利地形阻擊來犯之敵。

日軍在飛機大炮的掩護下，向717團的陣地發動了猛攻，而717團全體戰士也奮起反抗，多次打退日軍的進攻。最後無計可施的日軍竟然殘忍地施放毒氣彈，在這種危急關頭，717團的指戰員將毛巾浸溼，捂住口鼻繼續戰鬥。

此戰從上午10點一直打到黃昏，兩路日軍會合後兵力不降反增。見此情形，劉轉連果斷下令，組織部隊向臺懷鎮方向突圍。

當天晚上，717團穿過敵人防線空隙上山上突圍。在當地老鄉的帶領下，一連翻越六條崇山峻嶺，於第二天一早成功登上五臺山主峯，突出重圍。

此戰三五九旅中了敵人的圈套，不僅沒有完成掩護軍區機關撤離的任務，反倒差點損失了717團。

自從參加革命開始，王震何曾喫過這種虧？他命令偵察連四處出動，蒐集任何關於日軍的情報，謀算着怎麼找回場子。

5月11日，王震終於等到想要的消息。

根據情報，前天合圍717團的日軍一部是宮崎大隊。宮崎大隊在合圍717團失敗後，正在返回大營鎮駐地的路上。

王震立即找來地圖仔細研究，他推測，宮崎大隊應該會原路返回，而按照他們的路線，位於銅錢溝與大營鎮之間的神堂堡將是必經之地。

他立即做出決斷，準備集中全旅的兵力，在神堂堡設伏，喫掉宮崎大隊。

日軍的大隊規模介於我軍營和團之間。宮崎大隊一共有700人，在日軍華北方面軍也屬於精銳，光是75毫米山炮就有4門，輕重機槍幾十挺，還有若干擲彈筒，說一句武裝到牙齒也不爲過。

而三五九旅這邊只有三個團，其中719團另有任務還在外地。以不到兩個團的兵力想喫掉日軍一個裝備精良的大隊，這在整個八路軍的軍史上都是極爲罕見的。

不過王震從來都是喜歡爭先開創的人，即使對面是塊硬骨頭，他也仍然毫不猶豫的下令部隊出動。

王震的安排如下：集合718團、直屬教導營和騎兵大隊在青羊口、神堂堡一帶佈防，選擇險要地形構築阻擊陣地；讓在前天戰鬥中有所損失的717團在離神堂堡不遠的上下細腰澗佈防，截斷日軍退路。同時他還分出一部分兵力，以小股襲擾的方式遲滯日軍，爲我軍設伏爭取時間。

於是在原路返回的路上，宮崎大隊頻繁遭到我軍麻雀戰襲擾，要麼是這邊被打幾聲冷槍，要麼是那邊落下幾顆手榴彈，部隊走走停停，進退不得，只能在山溝溝裏龜速前行。

到了5月12日，宮崎大隊終於走到神堂堡，卻發現我軍已經嚴陣以待，幾次進攻都失利後，日軍見前路被阻，只能趁夜向上下細腰澗撤去。

王震發現日軍的動向後，一方面電令717團一定要攔住敵人，自己親自率領718團、教導營和騎兵大隊緊隨其後。

宮崎大隊朝着上下細腰澗趕去的路上，717團的偵查員也發現了他們的蹤跡。當時717團的二營三營正在佈防脫不開身。團部僅有一個警衛連和一個營。

面對阻擊陣地還未佈置完畢，團部即將獨擋敵軍一個大隊的危境，劉轉連毫不慌張，他一邊帶着警衛連和另一個營搶佔有利地形，拼死阻擊日軍，另一邊派人緊急通知二營三營，讓他們火速回防。

上下細腰澗顧名思義，是山澗地形，利於伏擊而不容易被察覺，日軍直到我軍開槍之前也沒發現己方遭到伏擊。故而驟聞槍聲，頓時人馬慌作一團，有些軍馬甚至跑到我軍的陣地上。

正當日軍忙於整理隊列時，二營、三營收到通知飛速趕到陣地。717團一個團將日軍一個大隊包圍在上下細腰澗。

宮崎大隊至此方纔醒悟，己方已經落入了精心佈置的圈套，再拖下去怕是要凶多吉少。爲了衝破包圍圈，日軍集中優勢兵力和全部火力，向717團二營七連把守的埡口猛攻。日軍進攻大半天，付出慘重傷亡，也沒能突破七連的防線。

眼看天色越來越晚，夜戰就更非己方強項。日軍組織敢死隊挺着槍不要命地朝七連陣地衝過了過來。此時七連經過一天的戰鬥早已精疲力竭，全連只剩下一個排的兵力。關鍵時刻，連長譚謙祿大喊一聲，抱着集束手榴彈衝進敵人陣列，一聲轟隆過後，敵人的決死衝鋒再次被打退了。

在阻擊戰打響之時，全團的唯一一部電臺已經被日軍炮火炸燬，717團與旅部的聯繫只能依靠傳令兵了。此時傳令兵終於回來了，他帶回了王震的親筆信。

在信中，王震對717團阻擊日軍一整天表示滿意，並且告訴劉轉連，他已經率領718團、719團馬上就要趕到了，讓他鼓好最後一口氣，務必不能放走一個敵人。

5月15日黎明時分，在這個人最容易犯困的時間點，王震下令發起總攻。全旅的三個團和教導營、騎兵大隊分成兩部分，分別從上細腰澗和下細腰澗對日軍南北夾擊。

在突如其來的打擊下，日軍慌忙應戰，亂作一團。我軍已經搶佔了山頭和有利地形，居高臨下圍堵敵人。

不久之後，王震率領三五九旅攻下日軍所盤踞的下細腰澗村，將日軍死死壓縮在下細腰澗村輔警的一道山溝裏。

此時的日軍完全喪失了防禦工事，只能被動挨打，已經沒有翻盤可能了。但此時還是1939年，日軍還沒有窘迫到拉沒有經過什麼訓練的平民上戰場，戰鬥意志非常頑強。

再加上宮崎大隊是獨立混成旅團出來的，更是日軍精銳中的精銳，哪怕陷入絕境，仍然沒有放棄抵抗，絕望地向包圍圈發起一次又一次垂死反撲。

但三五九旅也不是喫素的，他們佔據有利地形，拼死阻擊，使日軍始終衝不破包圍圈。

戰至中午，日軍的反撲逐漸開始無力，槍聲也開始稀疏，宮崎大隊整個建制已經完全被消滅了，剩下的只有一些散兵遊勇才垂死掙扎。

這時候王震突然聽到遠方還有零星槍聲，原來是還有十幾名日軍藏身在草叢裏仍然拒不投降。

王震知道如果能抓一些日軍俘虜，不管是在輿論上還是在對軍心士氣的鼓舞上都有很大的作用，故而吩咐劉轉連，務必要抓活的。

三五九旅戰士們將這十幾名日軍團團圍住，然後讓會說幾句日語的戰士們向日軍喊話：“繳槍不殺，八路軍優待俘虜！”

由於日軍的軍服顏色是土黃色，隱藏在茂密的草叢後面，而我軍的軍服是灰色，反而成了顯眼的目標。已經窮途末路的日軍不但沒有投降，反而在暗中打冷槍，有四五名八路軍戰士因此負傷。

見日軍還不投降，八路軍戰士們想到個辦法，他們朝日軍藏身處扔手榴彈，逼得日軍抱團收縮在一起，然後拿槍將他們團團圍住。

日軍見四面八方都是黑洞洞的槍口，心知已經沒有任何退路，只能放下武器，垂頭喪氣地高舉雙手。此戰一共俘虜了11名日軍。

經過5晝夜激戰，三五九旅共擊斃日軍500餘人，俘虜日軍11人，繳獲九二式步兵炮和迫擊炮5門、輕重機槍22挺、步槍300餘支、戰馬200餘匹。

戰鬥結束後，我軍打掃戰場，又發現了53名重傷未死的日軍。王震根據我黨對待俘虜的政策，叮囑衛生員要對日軍傷兵精心治療。

三五九旅的戰士們大多都是河北和山西的子弟，他們幾乎個個都與日軍有血海深仇，看到鬼子傷兵，不禁氣不打一處來，喊打喊殺。

王震見狀，走過來嚴肅地對這些戰士說：“這些日本人已經放下了武器，成了俘虜，他們也應該有尊嚴。”

上下細腰澗戰鬥，是在日軍集中優勢兵力發動進攻後，王震旅長依據戰局的變化，運籌帷幄，抓住戰機，果斷指揮，爭取了戰場的主動權，從而，化劣勢爲優勢，化被動爲主動，創造了以不到一個旅（少一個七一九團）的兵力，殲滅日軍一個精銳大隊的範例，在八路軍乃至華北抗日戰場上創造了先例和奇蹟。

面對強敵，三五九旅指戰員敢打硬仗、惡仗，不怕犧牲，創造了八路軍與日軍打遭遇戰的最成功戰例。此戰役在我軍抗日戰爭史中，無可爭議地成爲經典戰例。

之後的戰鬥中，在繳獲的日軍文件中發現，日軍華北方面軍司令部專門下發關於三五九旅的文件：文件中說三五九旅爲“賀龍舊部”，要求方面軍與其作戰時“宜慎之戒之”。