根据总部定下的决心，在反围攻开始阶段，主要进行游击战，消耗疲惫敌人。为此，八路军各部按照预定的作战部署，在地方游击队和人民群众的积极配合支援下，以灵活机动的游击战，积极进行阻击袭扰，疲惫削弱进犯之敌。因此，各路日军均受到不同程度的打击。
就在晋冀豫根据地军民与围攻之敌展开浴血奋战的时候，129师主力及115师的689团按照预定部署，由辽县以南地区转移到敌合击圈外的涉县以北地区，隐蔽待机。
4月10日，刘伯承在偏店、鸡鸣铺地区设好伏兵，打算在邯长大道上再给日军后方补给线一次打击，以打破日军的围攻。日军在邯长大道上连遭挫折，变得小心谨慎起来，一连几天没有派较大部队通过。
这时候，南面由长治出犯的一路日军，分由襄垣、下良进占西营，由屯留、魇亭进占沁县。北面由阳泉出犯的一路日军，分由平定经昔阳到和顺，由昔阳经皋落抵芹泉，深入到根据地腹心。其余各路，被预置于内线的八路军部队和国民党友军阻击和迟滞住了，没有能够实现敌人9路合围的计划。东面两路日军，被第129师一部和国民党骑兵第4师阻止在麻田。南面另两路日军，被第115师第343旅和国民党第17军挡在沁源。西面两路日军，被秦赖支队和国民党第98军牵制在东西团城、马坊地区。北面赞皇一路日军，被冀西游击支队袭扰后不能前进。
刘伯承见敌人围攻态势已经紊乱，决心出动主力，迂回到北路日军的左翼侧，伺机予以打击。
4月14日，南面由长治出犯的日军继续东进。右翼苫米地亲率第104旅团第105联队等部经蟠龙、墨碇进占辽县，左翼由配属苫米地指挥的第25旅团第117联队经段村攻占武乡。
刘伯承见苫米地一味孤军深入，不与友邻协调行动，根本不顾忌自己侧背暴露，判断苫米地又犯了好大喜功的老毛病，企图独占9路围攻的头功，不禁对身旁的参谋说：“苫米地这家伙，竟敢犯兵家之忌，以为我们八路军好欺侮，看他疯狂到几时？”刘伯承决定将计就计，把苫米地放到武乡、辽县之间来打。这一带地形有利，山高路险，蟠龙、墨碇一带是很好的伏击战场；群众深受日寇蹂躏，又经过发动，积极要求帮助八路军消灭日军。
当日，刘伯承与徐向前、邓小平商定了一个作战方案，上报总部：“我师与徐旅协同动作，配合曾（万钟）军围困段村，打击增援，或配合朱怀冰师，或出辽县。”
八路军总部朱德总司令、彭德怀副总司令收电后立即复电批准这一方案。
当夜，刘伯承率部经东方山涉过浊漳河，到达段村以北的西黄岩、马牧地区，转到了第117联队的左翼侧，造成了歼灭这股日军的极为有利的态势。
第二天，侦察参谋报告：武乡日军进到榆社后，因城中经群众“空舍清野”，无法获得粮秣给养，去辽县的道路又遭严重毁坏，大部队难以通行，所以又返回来了。
刘伯承听完报告，“腾”的站了起来，高兴地说：“鸟入笼，鳖入瓮，这下可有大仗打了，先让第771团派两个连，严密监视这股敌人。”
晚10时，陈赓旅长电话报告：据监视部队报告，段村和武乡城里的敌人向东撤退，其后卫部队尚在马庄停留。
“追！”刘伯承毫不犹豫地对陈赓下令，“第689团归你指挥，同第772团为左纵队，沿浊漳河北岸追击。第771团为右纵队，沿着南岸追击。第769团为后续部队，沿武乡至襄垣大道跟进。”
追击部队火速地出发了，刘伯承率师前方指挥所在部队后面跟进。
陈赓率第772、第771团向东猛追。翌日清晨7时，第386旅追到长乐村附近，日军正行进在狭窄的河谷里，一面是浊漳河，一面是山崖。第771、第772团左右两路部队形成了极好的夹击之势。
这时，第689团和第769团因接到通知较晚还未赶来。陈赓见敌人一部已走出河谷，袭击机会稍纵即逝，当即下定进攻决心，命令第771、第772团向日军开火。
随着陈赓一声令下，长乐村急袭战打响了。指战员们高呼着“粉碎敌人的新围攻”“打胜仗与友军比赛”“坚决消灭敌人”等口号，运用各种武器狠狠地打击日军。
日军本来就处于心惊胆战之中，遭到突然猛烈的打击后更是慌作一团。八路军指战员们乘机发起了冲锋。第772团第3营从山上冲下去，到了山边发现是高3丈左右的断崖，营长雷绍康带头奋不顾身地滚了下去，干部战士一个接一个地跟着滚下去，紧接着特务连也冲了下去。
指战员们冲入敌群，左刺右砍，勇猛异常，杀得日军人仰马翻，一下子把河谷里的1500多日军截成了3段。
已经走过长乐村的日军，集中千余人掉头来解救被围部队。他们向第772团阵地左翼戴家垴进攻，企图从这里打开一个缺口，接应被围的后队。戴家垴本应有第689团防守，但该团尚未赶到战场，情况十分危急！刘伯承接到报告，命令陈赓抽调1个连守住戴家垴，坚决不让敌人突破。第772团第10连奉命开上戴家垴，同10倍于己的日军浴血奋战，顽强坚守了4个多小时，全连指战员全部壮烈牺牲，阵地终于失守。
正在这时，第689团赶上来了，他们连脚步都没有停，一个勇猛的冲锋，就把阵地夺回来了。日军组织力量进行了一次又一次的反击。第689团的指战员们沉着应战，日军实施炮火准备，他们隐蔽在工事里；敌人步兵冲锋，他们用手榴弹炸；敌人冲到阵地前沿，他们端着刺刀跃出工事，高呼着“杀”声把敌人赶下去。
刘伯承通过望远镜注视着戴家垴阵地的战况，深为第689团指战员们的大无畏气概所感动，情不自禁地说：“689团打得多英勇啊！”
“真是好样的”，在一旁观察的徐向前深有同感，“115师的战士有一股子顽强劲。”
长乐村口英勇的阻击战有力地保障了河谷里的歼灭战。第771、第772团和后来赶上来的第769团一部，集中力量朝分割开来的敌人反复冲杀。敌人一开始还指望前队掉头救援，抵抗比较顽强，后来发现援兵迟迟不到，便变得沮丧了。第129师的指战员们越战越勇，渐渐把敌人大部消灭了。
下午3时，师前方指挥所得到报告：从蟠龙方向来了一股援敌。这个方向本来是国民党第3军负责打援的，可是日军的援兵竟毫无阻挡地过来了。刘伯承皱起眉头：“曾万钟搞的啥子名堂嘛！”急令第772团派一支小部队以侧翼抄袭的战法扭住它。下午5时许，辽县方向又增来千余敌人，全线战况空前激烈。
刘伯承认为继续消灭援敌已无把握，巩固胜利已成必要，于是命令第769团、第689团各抽1个连，分散开来，形成游击网，从侧翼打击、迷惑日军，掩护主力撤退。
长乐村战斗结束后，各路敌军怕重蹈覆辙，纷纷回撤。由昔阳进占辽县的日寇，在苫米地率105联队回援长乐村后，处境也处于孤立。4月16日，115师第5支队和冀豫支队开始围攻辽县，同时独立支队在辽县至和顺公路上破坏交通，准备堵击逃敌。辽县之敌在八路军围攻下，弃城北逃，八路军收复辽县。19日，又乘胜收复和顺，逼近昔阳。
沁县的日寇，在八路军总部特务团和当地游击队的不断袭扰打击下，于4月19日弃城南逃，115师344旅主力和决死第1纵队根据总部的命令，展开追击。在白家沟附近，344旅追上敌人的后卫部队，经激烈交战，歼其一部。当晚，追击部队夜袭逃入峰岩之敌，又歼其一部。20日，敌遗弃所有辎重，轻装南逃。
到4月25日，八路军相继收复榆社、武乡、沁县、沁源、襄垣、安泽、屯留、长子、平顺、壶关、潞城、黎城等十多座县城，使长治之敌处于孤立。27日，长治、高平、晋城之敌慑于八路军强大攻势，同时弃城向同蒲路南段撤退，八路军乘胜追击，又歼敌近千。至此，历时23天的反敌9路围攻战役胜利结束。
8 徐向前论述战役的胜利
长乐村战斗是粉碎日军9路围攻具有决定意义的一战。敌人在这里遭到歼灭性打击后，其他各路纷纷回窜。八路军各部乘胜追击，又在沁源以南及沁县、沁源间，辽县、和顺间，有力地打击了敌人，先后收复了辽县、黎城、潞城、襄垣、屯留、沁县、沁源、高平、晋城，使长治之敌陷于孤立。4月下旬，长治之敌经白晋公路和曲（沃）高（平）公路向同蒲路南段撤退，又被115师344旅、决死1纵队截击，伤亡近千。至此，日军对晋冀豫根据地的9路围攻被彻底粉碎。
反9路围攻战役结束后，在辽县召开了县长、绅士及各村长座谈会。会上，徐向前报告了反9路围攻的经过及胜利的意义。
关于这次反围攻胜利的意义，徐向前在一篇文稿中归纳如下：
其一，经过半月的反围攻作战，不仅打破了敌人企图用分进合击战术驱逐或消灭八路军的计划，而且歼灭日军4000多人，收复县城18座（八路军收复12座，友军收复6座），最后反将日军赶出晋东南。以太行山为依托的晋冀豫地区，基本上为八路军所控制，这就进一步奠定了晋冀豫抗日根据地的基础，为游击战争的大发展，创造了有利条件。
其二，广大人民群众更加看清了日本帝国主义的狰狞面目，进一步密切了八路军同广大人民群众的关系。日军此次围攻，采取大烧大杀的手段，所到之处，烧光杀尽方休。洪水、武乡、蟠龙等镇，均化为灰烬。蟠龙镇为辽、武间之大镇，平时商业颇繁盛，日军经过，一火焚之，少数房屋未着火者，门窗家具也毁坏殆尽。对人民群众的屠杀更惨不忍睹。武乡境内的马村，被杀者60多人，妇女多是奸后再杀死，连七八岁的幼女也不放过，惨景难书，敌人用血与火教育了群众。人民从屠刀下醒悟过来，“不抗日活不成”“不把日寇赶出去，大家不得安宁”。同时，也进一步看清了八路军才是真正抗日的队伍。于是，纷纷起来，协助八路军作战。在反围攻过程中，晋东南人民，空舍清野，困扰敌人，给八路军带路送信，报告敌情，运送伤员，使部队耳目灵聪，行动自如，能适时地集中兵力打击敌人。
其三，反围攻过程，对以往根据地建设的工作，是一个很好的检验。在襄垣、武乡一带，为了避免同国民党的摩擦，反围攻前撤回了八路军派出之工作人员。这样，原先建立起来的游击队多被改编，加上成分复杂，此次反围攻中，这些游击队和各村之自卫队没起多大作用。而在正太路以南、平汉路两侧之昔阳、辽县、临城、赞皇等地却相反，由于共产党坚持了确实的领导，这些地方的游击队，有力地打击和迟滞了敌人的进攻。这就说明，根据地建设必须实行独立自主的方针，坚持共产党的领导。任何犹豫和动摇，哪怕是微小的，也会招致损失。
9 盘点
此役，八路军共歼日军4000余人，收复沁县、榆社、武乡、辽县、沁源、屯留、长治、黎城县等18座（其中我军收复12座，国民党军收复6座），巩固和扩大了晋冀豫边区抗日根据地。苫米地旅团，作为9路围攻的主力部队，不仅没有建立什么“功勋”，反而损失最为惨重。据八路军总部侦察队目睹，苫米地旅团长率残部由襄垣经沁源回撤时，每个联队仅剩下500余人，笨重的辎重部队早已化为乌有。苫米地旅团长也因此而受到严厉的处分。
这次战役八路军也有较大伤亡，特别是在长乐村战斗中，772团团长叶成焕身负重伤，不幸牺牲。叶成焕团长是我129师有名的一员猛将，因屡建奇功，深得上级首长的赞赏和战士们的拥护爱戴。他的牺牲，使我军失去了一位优秀的指挥员。叶成焕团长的遗体安葬时，朱德、刘伯承、邓小平、徐向前和陈赓等许多领导，都亲自到他下葬的合壁村凭吊。
反9路围攻战役期间，在这一地区的国民党军有十几个师，但在日军的进攻面前，除少数部队作了零星抵抗外，大部逃往豫北或中条山区。战役结束后，蒋介石给八路军总部发来了“嘉奖电”，特别是对129师在长乐村一战，大大夸奖一番，而对贻误战机的曾万钟却没给一点制裁。
因此，从这次作战中，广大人民群众进一步看清了八路军才是真正的抗日队伍，从而使我党我军的威信空前提高。从此，以太行山为依托的晋冀豫地区，基本上为八路军所控制。
在此次反围攻作战中，朱德、彭德怀以游击战和运动战相结合的战术，使主力军在广泛的群众游击战争的配合下，运动自如，寻机歼敌。这是红军在苏区反围剿作战经验的发展，也是毛泽东全民抗战思想的一次胜利实践。1945年，彭德怀在总结抗战近8年的经验时说：“八路军领导机关从这次反9路围攻中，直接取得了国内战争转变为民族战争的成功经验，即敌人的围攻是可以打破的。”
就连日军也不得不承认共军的威势不容轻视，他们彼此相互告诫：“华北有八路军是不能安枕的。”“山西军队以共产军第八路军为中心，由共产党大人物朱德所指挥，与土民合流，其势力实难侮也。”日本防卫厅战史室主编的《华北治安战》一书中则这样写道：
经过正太、邯长路破袭战和粉碎日军对晋东南地区的“9路围攻”，扩大了共产党和八路军的影响，增强了广大人民坚持敌后抗战的信心；同时，给日军造成极大的不安，不得不承认：“在第1军地区，有力的中国军退入山西省内的山地，会同原来盘踞该地的共军，扰乱我占领地区，其威势已不容轻视。第1军从3月中旬至4月下旬之间，在占领地区内进行肃正讨伐，虽予敌以一定的打击，但未能达到预期目的，特别是对五台山及潞安北方的共军，未能进行讨伐。”