贺龙率领第一二零师等部队二十二个团的兵力，破击同蒲路大同至阳曲段和汾离公路全线，阻止日军向正太路增援。
百团大战第一阶段延续二十多天，到9月10日，共歼灭七千多名日伪军，攻克九十一座日军据点，破坏三百多公里的铁路和七百多公里的公路，同时缴获大批军事物资。
接下来，八路军发动了东团堡之战。9月22日，晋察冀军区杨成武的一分区部队向涞源城发起攻击。一夜激战，第一团攻占了城关东、西、南三面，大部守敌退进城内防守。第二天夜晚，八路军在炮兵配合下，猛攻日军碉堡，冲进村庄，歼灭了全部守敌。第三团则集中兵力攻击东团堡。
东团堡守敌是日军士官组成的井田部队，抵抗非常顽强，不断向八路军施放毒气。打到24日夜晚，八路军把村子周围的堡垒全部攻下了，残敌退进村子里，死守几间房屋，继续施放毒气。八路军伤亡很大。
25日黎明，日军撤到村边。八路军再度发起猛攻，同日军展开白刃战。日军支持不住，还是不愿投降，将据点内所存的武器、物资和粮食全部纵火焚烧，然后跳火自尽。