石原莞爾提出一個非常不錯的作戰計劃，這個作戰計劃立即得到了第一師團長岡部直三郎支援。
岡部直三郎在擔任第一師團長之前是長期擔任華北方面軍參謀長職務，他在華北日軍裡面是有威望的，此次作戰，寺內壽一也命令岡部直三郎統一指揮前線作戰部隊，有岡部直三郎支援，石原莞爾作戰計劃自然是輕鬆得到實施。
1938年九月二十四下午三點，日軍各部重新調整了部署，從阜平縣進入到五臺縣作戰的日軍21師團，110師團部隊開始在五臺縣了靈境鄉一帶集結，21師團和110師團部隊任務是監視五臺山榮譽第二師部隊，同時牽制晉察冀軍區有可能進入到五臺縣部隊。
而在五臺縣集結的日軍第一師團和114師團部隊則是設計圈套，他們會給120師部隊設定一個誘餌，一旦120師部隊咬住這個誘餌，第一師團和114師團部隊則是會立即出擊，第一師團和114師團部隊選擇在原平縣對120師採取行動。
日軍109師團部隊則是迅速向代縣集結前進，而日軍26師團殘部則是打亂補充到109師團部隊中，同時獨立野戰重炮兵第八聯隊則是全部配屬給109師團部隊作戰，109師團任務是負責在代縣待命，負責支援21師團，110師團以及第一師團和114師團作戰。
石原莞爾部署是很完美的，五個師團雖然是分散活動了，但他們之間卻是可以隨時集結在一起，而且日軍部隊現在是完全掌握著空中優勢，一旦八路軍部隊有任何行動，日軍情報機關和航空兵自然是會提前發出通知。
下午五點半，在原平縣西鎮鄉附近，120師第一支隊一千多人突襲日軍第一師團輜重兵部隊，日軍第一師團輜重兵隨即開始轉為防禦狀態，同時日軍輜重兵開始透過電臺與師團部以及航空取得聯絡。
第一師團部隊得到通知後，第一旅團先頭部隊迅速前往到原平縣西鎮鄉，當晚七點，第一旅團咬住120師第一支隊後衛部隊三百餘人，雙方開始陷入到苦戰中，隨著日軍第一旅團部隊開始全部集結，第一支隊陷入到日軍合圍中。
日軍第一旅團的第一聯隊牢牢將120師第一支隊合圍了起來，此時第一支隊開始出現重大損失。
在原平縣活動的120師師部得知第一支隊被日軍合圍起來後，賀師長不敢大意，他立即抽調358旅部隊進行救援，359旅下轄714團，715團，716團三個團，全旅兵力有九千五百人，這近萬人兵力迅速朝著鬼子兵殺了過來。
但日軍第一旅團是早有準備，阿部規秀早已經命令49聯隊開始構築了阻擊陣地，晚上八點，日軍第一旅團和八路軍120師358旅以及第一支隊開始正式交火，雙方陷入到激烈作戰中。
同時日軍第一師團餘部以及114師團主力部隊則是迅速向西鎮鄉挺近，這次日軍部隊是打算將這股八路軍全部吃掉。
晚上九點，120師358旅部隊付出五百餘人傷亡代價，但他們依然是沒有突破日軍第一旅團49聯隊陣地，這個時候第一支隊傷亡已經超過八百人，這已經是第一支隊總兵力一半了。
賀師長得知日軍兩個師團部隊正急速朝著原平縣前進後，他意識到日軍是把打擊目標放在自己120師這裡了，賀師長當即與晉察冀軍區聶司令員，榮譽第二師孫衛國取得聯絡，賀師長希望晉察冀軍區部隊和榮譽第二師部隊能夠迅速出擊日軍部隊，配合120師作戰。
五臺山，榮譽第二師師部。
趙樂榮接到120師賀師長髮來電文後，他立即將電文遞給了政委沈薇，而沈薇看過電文後，她黛眉蹙起，臉上露出沉思表情。
目前駐守在五臺山的上有榮譽第一團，榮譽第二團，無名團，榮譽第六團，晉綏軍獨立步兵第一團