當時,八路軍第120師第358旅第716團,配合第二戰區部隊主力的忻口防禦,活動於廣武、雁門關、太和嶺之間地區,積極破路,打擊日軍交通運輸。18日,第716團第3營在代縣以北雁門關以南之黑石頭溝破擊廣武至代縣的公路,並準備相機攻占雁門關。第3營正當破路之際,獲息由廣武開來日軍汽車100餘輛。該營即迅速蔭蔽設伏於黑石頭溝兩側山地。上午10時許,日軍汽車進入伏擊地區。
第3營向日軍展開猛烈攻擊。日軍倉促下車應戰。這時,由陽明堡方向駛來日軍汽車200多輛。第716團即以兵力一部阻擊。激戰至夜,日軍繼續增援。第716團即撤出戰鬥。此戰,日軍傷亡300餘人,損失汽車20餘輛。20日夜,第716團一部襲取雁門關;另一部破壞了廣武至太和嶺間的公路及撟梁。21日,第716團再次於黑石頭溝伏擊日軍汽車隊,擊毀10餘輛。從18日至21日,第716團在雁門關以南地區,共斃傷日軍500餘人,擊毀日軍汽車數十輛,切斷了日軍由大同經雁門關至忻口的後方補給線。