作戰命令下達後，3月5日淩晨，李達指揮易良品青年縱隊由冶陶經鞍子嶺向南，王長江警備旅由石泊鎮經王金莊向東南，同時進攻朱軍補充團守備的廟莊、西蛟、南坡、桃花山及前後李家村、前後牧牛池陣地，激戰至下午4時，連續攻拔碉堡50餘座，該團殘部向牧牛池南逃走。
晉察冀陳正湘挺進支隊由石泊鎮出擊，遭到守備前後何家莊、禅房、青陽山的新24師第7團的阻攔。
該師系東北軍騎4師改編，派員與之聯系，勸其與八路軍聯合抗日，談判達5個小時，該團團長仍不允借路。
八路軍為照顧與東北軍統戰關系，答應繞路前進。
該團竟乘八路軍不備，突然開火，八路軍隻好回軍反擊，該團很快放棄40多個碉堡，向關防、兩岔口撤走。
晚10時，中央縱隊全部會師于前後牧牛池地區。
周希漢指揮的右翼縱隊同時開始進攻，在峪門口将冀察遊擊第二縱隊第四支隊擊潰。
至5日晨，攻占南王莊和齊家嶺，殲滅頑軍1個營。
頑軍以3000餘人進行3次反撲，企圖奪回齊家嶺，均未得逞。
以後，周希漢即以主力扼守齊家嶺，另一部繞過齊家嶺向北王莊方向推進。
王樹聲指揮左翼縱隊，3月4日下午由固城出發，當夜派出兩個連襲擾馬莊、天井一帶的94師，主力則進至張爾莊東南山地，阻止該師向東南逃走，并監視彭城、峰峰、和村等據點的日軍。
桂幹生指揮别動支隊兩個團，也于3月4日下午由任村集向南北陽城前進，由于在南坡一帶遭到鹿鐘麟部隊的阻擊，因而未完成破壞浮橋任務。
朱懷冰部隊遭受攻擊後，迅速龜縮到南北兩岔口、東西花園、南北賈璧一帶。
朱懷冰認為該軍陣地前有孫殿英新編第5軍2個師和幾個遊擊支隊作屏障，可以固守待援，未料到孫軍經打入該軍的中共黨員副軍長邢兆棠和副師長靖任秋等說以利害後，竟對朱懷冰軍和八路軍摩擦持中立态度，允許八路軍借道通過孫軍防區圍殲朱懷冰軍。
3月6日晨，李達指揮中央縱隊主力向朱懷冰的97軍發起進攻；王樹聲指揮左翼縱隊向張爾莊、南北賈璧、淘泉等地包抄。
拂曉，兩縱隊接近97軍後，迅速發起猛攻。
朱懷冰未料到八路軍超越孫殿英軍防地直搗他的指揮機關，措手不及，經李達、王樹聲率軍南北夾擊，很快丢下後方機關