在左、右翼破擊隊向正太鐵路展開攻擊時，總預備隊進至平定以西的天華池、韋池村地區。
為了防止日寇對破擊隊右側背的攻擊，根據師首長的指示，總預備隊的第14團占領了陽泉西南正太鐵路上的咽喉要地——獅垴山。
果然不出所料，日軍遭到沉重打擊後，立即組織反撲。
駐陽泉的日軍獨立第4混成旅團長片山省太郎糾集其一切可能調動的力量，并武裝了陽泉的日僑，自8月21日起，向第14團防守的獅垴山陣地發起猛烈的進攻。
日軍在大批飛機輪番轟炸掃射的支援下，連續向獅垴山進攻，并不斷增強兵力，由開始的數百人增至1500餘人。
守衛獅垴山的我14團的全體指戰員發揚勇敢戰鬥的作風，憑險阻擊，打退了日寇一次又一次的瘋狂進攻，給敵人以重大殺傷，僅21日，就斃傷敵百餘人。
翌日，日軍數百人又向獅垴山東北高地猛攻，激戰終日，仍無進展。
眼見傷亡不斷增加，而獅垴山陣地卻久攻不下，片山旅團長惱羞成怒，于是以優勢的空中和地面炮火對陣地狂轟濫炸，并大量施放毒劑，然而獅垴山陣地仍是巋然不動。
就這樣，獅垴山争奪戰持續了6晝夜，日軍使出其全身解數猖狂進攻，不僅沒有取得任何進展，反而傷亡400餘人，使“赫赫皇軍”威風掃地。
在14團的掩護下，各路破擊部隊經數日連續戰鬥，又陸續攻克了上湖、燕子溝、坡頭、狼峪、張淨等日軍據點及車站多處；同時，還攻克了冶西、落摩寺等外圍據點數