阳东北的刘家马、何家马阻击，毙伤日军300余人，迟滞了日军的行动。10月3日至4日，晋察冀军区以第1、第3军分区和冀中第3纵队独立旅各一部，在阜平以东之王快、方代口及东、西庄一带地区伏击，毙伤日军1300余人。6日上午，日军侵入阜平城。

    在西线和南线，由同蒲路之代县、定襄等地出动之日军第109师团一部及由正太路之盂县、平山、井陉出动之日军独立混成第4旅团，分5路向五台、洪子店进攻，企图合击晋察冀边区党政军领导机关和主力部队。晋察冀军区第2、第4军分区部队分别在东冶、河边村及上社等地阻击。南线之日军北渡滹沱河，继续向柏兰镇发展进攻时，在牛道岭、石佛寺等地被歼400余人。日军不敢冒然突进，直到10月3日，在由代县出动的日军接应下，才进入五台县城。

    在北线，由平绥路沿线之蔚县、广灵、浑源等地出动的日军第26师团及独立混成第2旅团各一部，于9月20日占领北口、九宫口、松子口等地，继续向涞源、灵丘等地发展进攻。八路军第120师第359旅和晋察冀军区第1军分区部队密切协同，在邵家庄、冯家庄、居吉沟等地阻击，并于26日夜袭直峪。经7昼夜激战，共毙伤日军800余人，有效地迟滞了日军的行动。直至10月1日，日军才进占涞源、灵丘县城。

    日军在侵占五台、阜平、涞源、灵丘等城镇后，即加紧修筑工事，建立据点，企图采取先分割后“清剿”的手段，各个消灭八路军主力，摧毁晋察冀抗日根据地。

    在晋察冀边区反“围攻”的关键时刻，毛泽东、朱德、彭德怀等于10月2日电示晋字冀军区：日军“此次围攻较前任何一次来得较有计划与持久性”，因此要“在党政军民中进行深入的政治动员，建立起持久抗战胜利信心”，“动员群众参战”，“实行清野空舍”；“根据敌人构筑据点，步步推进，紧缩边区，及敌人顽强与敌人不足的优缺点”，应“相当地集中主力于我有利的各种条件（敌人弱，地形有利）方面准备待机”；“以小部队与敌进行极不规则的小战，迟阻和疲惫敌人，以相当有力部队转入敌之后方交通线，打击敌之运输”；“如敌无弱可乘，不便我主力集中打击或消灭敌时，待敌人进至利害循环变换线，即将主力转至敌后方，仍以小部队分途逐渐引敌深入，使敌疲惫、疏忽、扑空，待敌转移方向或退却时，给敌以突然的袭击或追击。”同时，命令第129师“对正太路有计划地进行破坏，并相机以适当兵力越路北进，分途尾击敌人”；令第120师“积极地吸引原平、忻口，关城之敌，并相机越路东，尾击东进之敌”。

    晋察冀军区遵照毛泽东、朱德的指示，于10月7日决定改变对敌斗争方式，以主力一部化整为零，以大队或营、连为单位，配合民兵游击队，以广泛的分散的游击战，不断袭扰敌人，攻击或围困日军薄弱据点，使其惶恐不安；而以主力深入敌之后方交通线上打击日军，断其交通补给，增加深入边区腹地日军的困难，使其难以立足。各部队根据军区的统一部署，对日军展开了灵活的斗争。

    10月中旬，侵占五台之西线和南线日军共3000余人，在东线和北线日军配合下，分路向边区党政军领导机关所在地台怀、石咀、金刚库地区实行“清剿”。晋察冀军区遂以小部队与敌周旋，主力和领导机关则乘日军尚未形成严密的包围、迅速、隐蔽地南下，插至“清剿”之敌后方蛟潭庄地区隐蔽待机，从而使各路日军扑空。此后，东线和北线日军分别东撤、北返，南线日军也向盂县撤退。第2军分区部队追歼南撤日军，歼其一部。此时，西线日军龟缩于台怀地区，在八路军不断袭扰打击与断其补给的情况下，于13日向沙河撤退。与此同时，第4军分区一部在同下村伏击歼灭由灵寿出犯之日军一部，迫其退回原据点。