分别向平山、盂县进犯，在八路军第3支队与群众武装的连续打击下，十分疲惫。聂荣臻及时抓住这一有利战机，令第115师344旅由五台西南之东冶镇进至平山以西之洪子店地区，协同第3支队伺机打击进犯平山之敌。
15日，日军第109师团一部1500余人，由寿阳、平定出动合击盂县。第3支队集中主力于盂县东南地区隐蔽待机，当由平定出动之敌进至清城镇时，该支队乘其立足未稳，突然发起攻击，激战至黄昏，歼敌200余人，尔后主动撤出战斗。同日，八路军第344旅以687团一部，于小寨地区设伏，击退自井陉北犯之敌，歼其100余人。
21日，井陉、平山之敌同时分途向八路军驻房山和东西回舍之部队袭击。当日黄昏，井陉之敌进到南北马冢，平山之敌进到温塘以东之娄汁岗后，既未进攻也未撤退，而在此两地驻了下来。根据情况判断，“敌人明日（22日）有进攻温塘之可能，得手后再会合向洪子店前进，把我军驱逐到洪子店西北地区”。第344旅与曾支队决心选择有利地形，伏击较弱的左路敌人而消灭它。
为了消灭入侵之敌，各参战部队均按时到达指定位置，隐蔽于西板山东南山地。21日9时，温塘东面枪声四起，南北马冢之敌全部前进，敌先头部队通过新庄时，八路军右翼部队即分多路向敌猛烈突击，通过新庄之敌即抢占沟西山地，与第5支队对峙，敌人主力被八路军击溃后压入沟中，一部占领新庄村落和以西南山地。八路军指战员英勇作战，反复冲锋，将山头上的敌人击溃。敌人将机枪、炮身均丢在沟中，大部敌人占领房屋和水沟继续顽抗。这时，敌人已经被八路军全部包围，但是不肯交枪，并以小部向平山方向退走，战斗成对峙局面。
此时，温塘东面亦发生了激烈战斗，晋察冀军区在该地区的其他部队与敌人接触1小时后即撤到温塘以西地区与敌对峙。13时左右，平山方向七八百敌人，火炮数门火速前来增援。援敌约二三百人，在炮火掩护下首先对温塘以西八路军阵地发起猛攻。
八路军冒着敌人的炮火，沉着应战，敌人攻击未果。敌人另一大部经侯家庄、台头增援新庄被围之敌。
344旅指挥所发现敌人援兵已到，而沟内被围之敌又不能迅速解决，遂命令突击部队以小部监视敌人，主力撤回西板山附近，到黄昏时再解决沟中之敌，并拾取敌人抛弃在沟中的机枪、大炮和行李、弹药等物品。
敌人增援部队接近新庄，其炮兵即向新庄以南八路军阵地进行连续轰击，沟中之敌亦乘机进行反攻，虽然敌人的反攻并不猛烈，但由于八路军部队中大多为新战士，而且干部、战士均无对付敌人炮战的经验，当敌人的炮弹打来时，到处乱跑，部队的伤亡较大，致使陈团长、刘营长牺牲在敌人的炮火中。
由于战局之发展对我不利，到16时，八路军各攻击部队接到撤退的命令，敌人亦未敢轻举妄动，战斗遂告结束。经过此战，歼敌400余人，余敌退回平山，未敢复出。