1939年夏，日军对晋察冀边抗日根据地的“扫荡”，由冀中平原转向北岳山区。4月，日华北方面军第1集团军制定了从5月上旬至6月下旬对五台山地区的“扫荡”计划，确定从5月8日开始，先以1周时间，围歼五台山以南台怀地区八路军；尔后，再分别由五台、台怀一线和原平、代县、沙河一线，合击五台山以西地区八路军。此后，再进一步对龙泉关地区和滹沱河谷进行“扫荡”，彻底摧毁北岳区抗日根据地。当时，八路军第120师第359旅（归晋察冀军区指挥）正在晋东北的恒山及五台山地区开展游击战争。旅直属队位于三楼、河浙村、神堂堡、大寨口、大营、沙河地区；第717团主力位于茶铺、豆村地区；第718团主力位于上寨；第719团主力位于沙河、大营以北。5月8日至9日，日军第109师团和独立混成第3旅团各一部，共5000余人，分路出犯。其中，从五台出动的日军2000余人经耿镇、石嘴进犯长城岭、铜钱沟地区；从豆村出动的日军1000余人进犯台怀镇；从大营出动的日军1000余人经白坡头、大寨口进犯神堂堡，企图合击驻阜平以西龙泉关地区的晋察冀军区领导机关。针对日军的企图，晋察冀军区令第717团由茶铺、豆村地区向龙泉关方向转移，阻击由五台、豆村东进之敌；令第2平分区第4团及第6大队向豆村、台怀镇游击，迟滞日不前进；令第359旅旅部率第718团由下寨进至神堂堡地区，相机歼敌。
5月9日，由大营镇出动之日军独立混成第3旅团1个大队800余人，沿大寨口、神堂堡向台怀慎进犯，11日到达台怀镇以北土川里、盘道村，因前面山路有积雪，不好通行，遂企图沿原路经神堂堡回撤大营镇。第359旅决心利用神堂堡至上下细腰涧一带有利地形，集中主力，歼敌于运动中。据此，以第717团由峨河进抵文溪里一带，准备参加合击该路日军的战斗；以第718团和教导营、骑兵大队预伏于口泉村、青羊口以南，准备伏击北撤之日军，以第719团钳制繁峙和沙河镇之日军。同时，要求晋察冀军区第2军分区以适当兵力钳制五台、豆村方向之日军。13日，土川里、盘道村之日军由原路向大营镇撤退，进至口泉村地区时，即遭第718团、教导营和骑兵大队阻击，激战竟日，被歼一部。当晚，日军见经神堂堡撤回大营镇无望，遂改经上下细腰涧撤回大营镇。此时，第359旅遂令第718团等部跟踪追击，令第717团先敌进至上下细腰涧截击。14日晨，企图撤回大营镇的日军在上下细腰涧被第359旅包围，激战至15日中午，被歼500余人，残部在沙河之日军接应下，撤回大营。此役，共毙伤日军700余人，缴获炮5门，轻重机枪19挺、步枪400余支。
5月7日，驻梁各庄日军500余人沿涞（源）易（县）公路西进，占领大龙华镇后，留置300余人在大龙华建立据点，企图与涞源日军相呼应，打通涞易公路，隔断北岳区与平西区的联系。为打破日军的分割企图，晋察冀军区第1军分区以第1团、第2团1个营、特务营、骑兵营、炮兵连、游击第3支队、第5支队，共3000余人，于5月20日，乘夜暗隐蔽接敌，突然发起攻击。天亮后，易县、梁各庄等处日军来援，均遭阻击。战至下午，全歼大龙华日军，并歼灭援敌100余人。此役，共歼灭日军400余人，缴获炮5门、轻重机枪6挺、各种枪90余支及日军文件50多册。大龙华战斗后，日军出兵报复，利用雨季对第1军分区的易县、满城、徐水地区进行“扫荡”。第1军分区经过20余天战斗，于7月28日结束雨季反“扫荡”。
1939年8月，第120师奉中央军委命令，由冀中转移至晋察冀边区整训待命。9月，第120师除第715团奉命于9月中旬开抵雁北上寨地区，接替第359旅防务外，师部率第35S旅（原独立第2旅）、独立第1旅，第719团和独立第1支队等部，在行唐西北之口头镇、南北城寨、牛家下口、程家庄、南北谭庄等地集结整训。
9月25日上午，驻石家庄及正太路沿线的日军独立混成第8旅团第31大队及灵寿、正定、行唐、无极4县的伪警备队共1500余人，由灵寿出动，占领慈峪镇，采取所谓“牛刀子战术”，奔袭晋察冀边区南部重镇陈庄，寻歼八路军主力，企图摧毁抗日根据地的后方设施。晋察冀军区和第120师首长根据敌之企图，决心以少数兵力节节抗击，诱敌深入，尔后集中优势兵力，歼灭该敌于运动中。战斗部署是：以第719团正面抗击，吸引日军；以独立第1旅第2团、第358旅第716团、独立第1支队等部，隐蔽集结于牛家下口、程家庄、刘家库他及大小文山之间地区，准备向敌侧后突击，并在正面阻击部队的配合下，歼灭该敌于东西岔头、南北谭庄地区。另以第358旅第4团向行唐、曲阳方向警戒；以晋察冀军区第4军分区独立第5团在慈峪以南地区监视日军后续部队的行动。
26日拂晓，进占慈峪镇之日军向该镇以北的南五河、北霍进攻，遭第719团阻击，不能前进，下午撤回慈峪镇。27日拂晓，日伪军1100余人，由慈峪镇沿鲁柏山及秋山南麓，经南燕川、湾子里、长峪奔袭陈庄，于11时占领陈庄。第120师首长认为该敌孤军深入，后勤缺乏保障，因而不可能久占陈庄，必将迅速撤退；并且根据日军撤退时一般不走原路的规律，判断其可能由陈庄向东、经南北台头、东西岔头沿磁河大道向灵寿撤退。据此，决心迅速调整部署，在磁何两岸的东、西寺家庄及冯沟里地区设伏、歼敌。具体部署是：独立第1支队（欠1个营）进至陈庄以东之七祖院、大庄地区，与敌保持接触，诱敌进入预伏区；以第358旅第716团隐蔽集结于东西寺家庄至南北台头之间待机；以独立第1旅第2团隐蔽集结于冯沟里、破门口及其以南地区，担负伏击任务；以独立第1支队和第2团各1个营进至长峪附近，防敌经长峪撤退；以第719团于南北谭庄及东西白头山占领阵地，阻止慈峪之敌北援；以第358旅第4团1个营担任对行唐、曲阳的警戒，该团主力集结于牛家下口待命；师前方指挥所设于南台头。
27日夜，独立第1支队和抗大二分校各以一部，自东西两方终夜袭扰陈庄。28日6时，敌火烧陈庄后，沿磁河左岸大路向东撤退。独立第1支队一部按计划节节阻击。敌为防止受到伏击，途中又变换方向，突然向南徒涉磁河，隐蔽其撤退路线。渡过磁阿后，仍然向东，沿磁河南岸、鲁柏山北面山脚小路撤退，正好陷入伏击区。10时许，敌全部进至冯沟里、破门口地区，向第2团阻击阵地猛攻。第2团坚守阵地，使敌不能前进。此时，独立第1支队尾敌追击至高杨庄，由西向东对敌展开进攻；第716团将磁河北岸横山岭之敌驱逐后，由北向甫组织进攻；第2团亦乘机由防御转入进攻，与敌在冯沟里以南小高地展开激烈的争夺战。14时，第120师又将第358旅第4团由牛家下口调至石咀，占领破门口以东高地，并多次打破敌之东窜企图。至此，敌已完全处于第120师各部队的四面包围之中。
当日，由灵寿增至慈峪的日军300余人，连同原有日军共计8000余人，于16时开始向南北五河第719团阵地进攻，企图接应被围日军突围，被第719团顽强阻击于白头山地区。
黄昏，第120师以独立第1支队由西向东。第2团由南向北、第4团由东向西、第716团由北向南，对被围日军发起总攻。至23时，将日军分割包围于冯沟里、破门口两个村内。当夜，慈峪之日军向白头山第719团阵地的进攻更加猛烈。第120师为保障主力歼灭被围之敌，遂将第4团调至山门口及桥塔岩地区，以加强白头山地区的纵深防御。被围日军见援军无望，遂于拂晓前由冯沟村乘隙向南山突围，其大部沿山脊攀上鲁柏山西侧高地，少数零散人员循破门口沟内进至石佛峪西山。第120师急令己进至沙湾及万寺院地区的晋察冀军区第4军分区第5团，先敌占领鲁柏山制高点，坚决阻止该敌逃跑，并令第716团、独立第1支队及第2团一部展开多路追击，将日军重新包围。29日，日军数次拼死突围未逞。战至30日下午，将敌1100余人全歼，进攻白头山之敌，虽在29日下午又获援200余人、3辆坦增援，30日8时，该敌以一部在南北五河与第719团对峙，其大部绕路向沙湾进攻，又被第4团所阻。至16时，该敌见其主力已被歼灭，遂经慈峪退回灵寿。
此次战斗，历时6天5夜，除将进攻陈庄之敌全部歼灭外，并两次击退增援之敌，共毙日军水源旅团长以下1280余人，俘16人，缴获炮3门，轻重机枪23挺、步枪500余支。第120师牺牲独立第1旅参谋长郭征等142人，伤415人。
日军遭此打击后，于10月中旬，调集独立混成第2旅团（旅团长阿部规秀）、第110师团主力，共2万余人，对北岳区进行更大规模的“扫荡”，企图打通曲（阳）阜（平）线的交通，腰斩北岳抗日根据地。25日，驻灵丘、涞源之日军出动1000余人，向上寨、下关地区合击，企图围歼第120师第715团。该团在雁北支队的配合下，连续阻击和袭拢日军，毙伤其200余人。28日，日军被迫撤退。11月2日夜，退回涞源之日军独立混成第2旅团第1大队等部共1500余人，向水堡、走马驿、银坊方向进犯。晋察冀军区和第120师决心在涞源至银坊之间的雁宿崖地区设伏，歼敌一路。具体部署是：以晋察冀军区第1军分区阶第1，第3团，第3军分区的第2团，分别急行军，于3日拂晓前进至雁宿峡谷两侧设伏；以第1军分区游击第3支队于三岔口、张家坟一线，担负诱敌任务；以第120师第715团牵制日军；以第1军分区第25团等部力预备梯队。3日7时许，日军一部共520余人，进至三岔口与第1军分区游击第3支队接触。该支队按预定计划，节节抗击，将日军诱至雁宿崖地区。晋察冀军区预先设伏部队立即发起攻击，将日军压缩于雁宿崖峡谷内。激战至下午4时，将日军全部歼灭。战斗结束后，晋察冀军区首先根据日军每遭重大打击后必行报复的规律，令部队迅速脱离战场，转移至机动位置，待机再战。4日，日军独立混成第2旅团长阿部规秀果然亲率涞源、插箭岭日军1500余人，向雁宿崖急进，企图寻找八路军主力报复。5日下午，该敌进至雁宿崖，八路军已向东转移。日军报复心切，6日晨继续追击。同时，日军第110师团于当日派遣2个支队从唐县、完县北上，进行策应。
晋察冀军区决定在黄土岭附近再对东进日军予以打击。即令第25团以一部与日军保持接触，监视日军动向，令第1、第2、第3团，游击第3支队及第25团一部进行战斗准备，并令第20、第26、第34团钳制易县、满城、徐水之敌，第120师令特务团从神南镇北上，作为预备队，参加战斗。
6日晨，日军由雁宿崖东进，黄昏进入黄土岭村。黄土岭位于涞源，易县交界外，往东到上庄子是一条长2.5公里的山谷，利于设伏。晋察冀军区决定利用这一有利地形，采取伏击手段，歼灭该敌。即令第1团和第25团占领寨蛇附近阵地，截断敌之去路；令第3团占领黄土岭至上庄子以南山地，令第120师特务团进至大安，随时准备加入战斗；令第2团尾随敌后，待敌占领司各庄后，绕到黄土岭北面占领有利地形；令游击第3支队控制通往涞源的要道。
7日晨，日军主力由黄土岭出发，沿山谷向东移动。15时进入伏击区。八路军突然发起攻击，将日军围团于峡涧之内，100余挺机枪集中火力射击，日军死伤惨重。日军独立混成第2旅团指挥部亦被迫击炮击中，阿部规秀当即毙命。8日晨，日军主力在猛烈炮火和飞机掩护下向上庄子西北突围。第2、第3团和特务团尾追突围日军。中午，晋察冀军区首长获悉，从唐县、定县出动的日军援军1200余人已抵西北面的三岔口，日军第26师团、第110师团各一部均已出动增援，乃指示部队撤出战斗。
黄土岭战斗，歼灭日军900余人，特别是击毙阿部规秀，引起日军上下悲鸣，哀叹“名将之花，殒落在太行山上”。
日军为施行报复，于11月中旬，调集第110、第26师团，独立混成第3、第8旅团及驻蒙军各一部，共2万余人，从20日起，兵分7路，以阜平为目标，采取分进合击战术，直插晋察冀抗日根据地腹地，企图以突然迅速的行动，围歼晋察冀军区、第120师的领导机关和主力部队。
为避敌锋芒，晋察冀军区部队及第120师主力适时向外转移。26日，日军进占阜平。八路军不断袭击日军后方点线，迫使日军主力不得不于12月3日放弃旱平。8日，日军全部撤回原据点。从10月25日至12月8日，北岳区八路军共作战108次，伤亡约2000人，毙伤日军3600余人，粉碎了日军对晋察冀抗日根据地的大规模“扫荡”。