根據八路軍總部的戰役部署，晉察冀軍區以18個步兵團、1個騎兵團及2個騎兵營、3個炮兵連、1個工兵連、5個遊擊支隊，分别組成了左、中、右縱隊、鉗制部隊和總預備隊，在聶榮臻司令員兼政治委員的組織指揮下，向正太鐵路東段日軍的車站和據點發起猛烈攻擊。
22時，右縱隊的第5、第19團等部向娘子關至亂流間日軍據點發起攻擊。
娘子關是晉、冀兩省交界的要隘和正太鐵路的咽喉地區。
日軍依托該地峭壁懸崖、易守難攻的有利地勢，在原有工事的基礎上，又增修了4個大堡壘群，周圍密布以明暗火力點。
此外，在娘子關下村莊還駐有僞軍。
我擔負主攻任務的第5團，首先潛入娘子關村，殲滅了村内僞軍，然後依托村莊，向娘子關日軍展開強攻。
在日
架起的雲梯被炮火打斷了，就搭人梯上，用綁腿帶連接在一起搭上懸崖攀登。
但日軍憑借有利的地形和優勢的裝備，拼死抵抗，攻擊部隊傷亡較大，正面攻擊一時沒能得手。
就在這緊要關頭，日軍堡壘群側後突然響起激烈的槍聲和爆炸聲，原來這是第5團由娘子關側後遷回的部隊，從翼側向日軍展開了攻擊。
日軍受到這突如其來的攻擊，頓時陣腳大亂，慌忙組織反撲，經激烈的肉搏拼殺，日寇被殲一部。
正面攻擊部隊乘勢以手榴彈、手雷及繳獲的爆破筒對敵人的碉堡實施爆破，随着幾聲轟隆轟隆的巨響，敵堡一個個被炸成廢墟