續鉗制日軍，掩護主力進至機動位置。
14時許，日軍進占午城，并繼續西犯進占大甯。
16日，第343旅主力隐蔽于大甯以東之羅曲、午城、井溝公路兩側，待機殲敵。
當日，日軍辎重部隊200餘人、騾馬100餘匹，由午城西進至羅曲村附近時，被第343旅第685團全殲。
17日，蒲縣之日軍汽車60餘輛，向大甯運送物資，當進至井溝以西地區時，預伏于該地的第343旅第686團突然出擊，殲其200餘人，繳獲汽車6輛。
同日，第685團于羅曲村将由大甯出來接應其辎重車隊的日軍500餘人擊退。
當夜，第343旅又以第686團第3營和第685團2個連夜襲午城，斃敵50餘人，繳獲輕機槍5挺、步槍60餘支，燒毀汽車10餘輛。
午城日軍乘夜暗突圍逃竄。
午城戰鬥後，第115師首長判斷日軍連遭打擊，其主力必來報複，當即決定再次伏擊日軍，令第343旅以第686團和汾西遊擊隊預伏于井溝至張莊公路兩側高地，殲滅由蒲縣來犯之敵，以第685團于午城南北高地阻擊由大甯出援之敵。
18日，日軍第108師團步騎兵800餘人，在飛機掩護下，由蒲縣出動，進犯午城。
14時許，當日軍全部進入伏擊區時，第686團突然發起攻擊。
日軍頓時隐入混亂，一部進入井溝、張莊據守，一部占領張莊以南地域頑抗。
伏擊部隊乃迅速調整部署，乘敵立足未穩，對其展開圍殲戰。
這時，日機6架輪番轟炸掃射。
同時，被圍日軍在猛烈炮人掩護下，瘋狂反撲，企圖突圍。
第686團頑強戰鬥，打退日軍的連續沖擊。
當晚，第343旅在遊擊支隊的配合下，再次向日軍發起猛攻，并以小分隊組成戰鬥群，逐個殲滅隐藏于窯洞的小股日軍。
戰至19日拂曉，日軍除100餘人突出重圍外，其餘均被殲滅。
午城、井溝戰鬥，八路軍第115師主力共殲滅日軍1000餘人，焚毀汽車79輛，繳獲騾馬200餘匹、各種槍支200餘支、山炮2門及大批軍用物資，自身傷亡200餘人。
此戰，予日軍以沉重打擊，切斷了蒲縣至大甯段的交通，迫使大甯之日軍東撤，從而粉碎了日軍西犯黃河河防的企圖，對晉西南抗日根據地的開辟和陝甘甯邊區的鞏固都具有重要意義。