5軍分區第34團、義勇軍第5團及林北、安陽2個獨立營組成，集結于沈村、南北陵陽地區。
戰役發起後，首先攻殲水冶鎮及其附近據點之敵。
第3支隊，以第3軍分區第769、第14團和八路軍總部警衛團組成，集結于趙家慢、西豐地區。
戰役發起後，迅速進至北曲溝一帶，随時準備殲滅各方面來援之敵，并待機擴張戰果。
對觀台、積善、東西善應、鶴壁集等各據點之敵，由第1、第2支隊組織當地武裝鉗制監視，待第一步任務完成後，則乘勝擴張戰果，殲滅各該據點之敵。
另有民兵、自衛隊共3萬餘人配合參戰。
戰役于6月30日開始。
預定戰役的持續時間為10天至15天。
6月下旬，各參戰部隊進行了深入的政治動員，組織了攻堅及村落戰鬥的訓練，進行了組織和物質準備。
6月29日，各支隊由集結地域隐蔽進入科泉、磊口、長生店及其各附近的進攻出發地區。
戰役于6月30日正式開始，實際發展成為3個階段：
第一階段：攻取水冶、曲溝2鎮，殲滅增援之敵。
30日2時，第1支隊開始向曲溝集之敵發起進攻。
經過突破圍寨，分割包圍和攻取核心碉堡等戰鬥，至7時，全殲僞軍第3旅旅部及其第6團，俘僞旅長以下573人。
第2支隊于30日1時向水冶鎮之敵發起攻擊，接連兩次攻擊受挫，遂改用連續爆破結合沖擊的戰法，至黃昏，将守敵僞軍第2旅主力全部殲滅，負隅頑抗的日軍分隊亦被解決。
在第1、第2支隊攻取水冶、曲溝時，擔任打援任務的第3支隊進到北曲溝地區時，适逢安陽出援的日軍獨立混成第1旅團第74大隊的士官訓練隊和僞軍，共約160餘人，進抵北流寺。
第3支隊當即将敵包圍，并于10時開始發起攻擊。
敵5次突圍，均被擊退。
至17時，第3支隊将被圍之敵全部殲滅。
這時，安陽又有日僞軍100餘人再次出援，被第1支隊截擊于王家邵村，殲其一部，餘敵倉皇回竄，是日，除水冶、曲溝外，各支隊又攻克阜城鎮、果固、南固縣、天喜鎮等10餘外據點。
戰役第一階段遂告結束，殲滅僞第2、第3旅旅部，使安陽以西敵之封鎖陣地門戶洞開，各據點的僞軍更加驚恐動搖。