為了貫徹中共晉察冀邊區第一次代表大會所確定的努力擴大和鞏固根據地，以及加強黨、軍隊與根據地建設的方針和任務，並配合正面戰場國民黨軍作戰，晉察冀軍區決定向東、向北發展抗日根據地，威脅日軍佔領的平漢、平綏路交通線。1938年4月下旬至5月中旬，首先以一部兵力向平漢路北段出擊，破壞鐵路80餘公里，使平漢路交通中斷3日，並將根據地推進到鐵路附近地區。5月下旬，第120師第359旅遵照八路軍總部命令，由崞縣地區挺進渾源、陽原等地，協同晉察冀軍區第1軍分區部隊，執行向北擴展根據地的任務。6月上旬，該旅攻克應具東南之下社，進至渾源、靈丘、廣靈、蔚縣、淬源地區，先後恢複該地抗日政權，並以一部深入到桑於河以北地區，鞏固了以渾源、廣靈、靈丘、淶源為中心的察南抗日根據地。
為進一步牽制日軍，配合友軍保衛武漢，在「七七」抗戰1周年之際，晉察冀軍區部隊和第359旅在八路軍總部統一部署下，向平漢、平綏、正大等鐵路線和附近城鎮據點發起連續破擊作戰，一度攻克易縣城，攻佔定縣車站及桃花堡、西合營、暖泉、北水泉等日偽軍據點，襲人新樂、平山等縣城，並擊毀北平近郊後景山發電廠設備，襲擊香山附近日偽軍，先後共殲敵1400餘人，破壞鐵路50餘公里。
八路軍連續作戰的勝利，使華北日軍驚恐不安，更把處於華北敵後的晉察冀抗日根據地視為心腹大患。為消除後顧之憂，日軍決定在南取廣州、中攻武漢的同時，「北圍五台」，決心分兵「進剿」，「犁庭掃穴」。遂於9月中旬集中日子第110、第26、第109師團和獨立混成第2、第4旅團共5萬親人，準備由平漢路北段、平綏路東段、同蒲路北段和正大路沿線同時出動，以五台、阜平為主要目標，對晉察冀抗日根據地進行大規模的「圍攻」。日軍接受以往「圍攻」失敗的教訓，改變長驅直入的戰法，採取逐步推進，壓縮包圍圈，爾後分割「清剿」，各個擊破的方針，妄圖殲滅八路軍主力和領率機關，摧毀晉察冀抗日根據地。
晉察冀軍區和邊區黨委進行了反「圍攻」作戰的組織動員和具體準備。八路軍總部決心以晉察冀軍區部隊和第120師主力，在民兵游擊隊的配合下，採取內線與外線，廣泛的游擊戰與有利條件下的運動戰相結合的方針，粉碎日軍的「圍攻」。晉察冀軍區根據敵情和總部指示，決定在日軍開始「圍攻」處於銳勢時，首先以小分隊不斷襲擾、消耗、疲憊日軍，為主力殲敵創造有利戰機，主力則隱蔽集結於機動位置，伺機殲滅或打擊敵之一路；當日軍兵力佔優勢，不可能阻止其進攻時，則以一部分主力和群眾武裝採取靈活的游擊戰與日軍周旋，主力則轉移到外線機動作戰；在日軍深入邊區腹地，進行分割「清剿」或據守據點時，內線部隊則繼續襲擾日軍，配合徹底的「空舍清野」，或採取圍困戰，逼退日軍，外線部隊則猛襲日軍後方交通線和據點，迫其回防；在日軍被迫撤退時，則集中兵力，抓住有利戰機，追擊，伏擊和截擊撤退之敵。
9月20日，日軍由平漢、同蒲、平綏、正太等鐵路線出動，向晉察冀邊區四周各要點進犯。日軍按照其既定的分進合擊，逐步推進，壓縮合圍圈的方針，實行東西對進、南北夾擊，企圖殲滅晉察冀邊區八路軍主力和領率機關於五台、阜平之間地區。晉察冀邊區八路軍也按預定方針，以部分主力與廣大民兵游擊隊相結合，採取阻擊、伏擊、襲擊等手段，鉗制、消耗、疲憊各路日軍，主力則隱蔽於機動位置，伺機打擊威脅最大的西線或東線日軍。
在東線，由平漢路之定縣、望都、保定等地出動的日軍第110師團一部7000餘人，於9月21日佔領曲陽、唐縣、完縣等邊沿城鎮後，繼續向早平發展進攻。晉察冀軍區第3軍分區部隊分別在曲陽以東的趙邱和曲陽東北的劉家馬、何家馬阻擊，斃傷日軍300餘人，遲滯了日軍的行動。10月3日至4日，晉察冀軍區以第1、第3軍分區和冀中第3縱隊獨立旅各一部，在阜平以東之王快、方代口及東、西庄一帶地區伏擊，斃傷日軍1300餘人。6日上午，日軍侵入阜平城。
在西線和南線，由同蒲路之代縣、定襄等地出動之日軍第109師團一部及由正太路之盂縣、平山、井陘出動之日軍獨立混成第4旅團，分5路向五台、洪子店進攻，企圖合擊晉察冀邊區黨政軍領導機關和主力部隊。晉察冀軍區第2、第4軍分區部隊分別在東冶、河邊村及上社等地阻擊。南線之日軍北渡滹沱河，繼續向柏蘭鎮發展進攻時，在牛道嶺、石佛寺等地被殲400餘人。日軍不敢冒然突進，直到10月3日，在由代縣出動的日軍接應下，才進入五台縣城。
在北線，由平綏路沿線之蔚縣、廣靈、渾源等地出動的日軍第26師團及獨立混成第2旅團各一部，於9月20日佔領北口、九宮口、松子口等地，繼續向淶源、靈丘等地發展進攻。八路軍第120師第359旅和晉察冀軍區第1軍分區部隊密切協同，在邵家莊、馮家莊、居吉溝等地阻擊，並於26日夜襲直峪。經7晝夜激戰，共斃傷日軍800餘人，有效地遲滯了日軍的行動。直至10月1日，日軍才進佔淶源、靈丘縣城。
日軍在侵佔五台、阜平、淶源、靈丘等城鎮後，即加緊修築工事，建立據點，企圖採取先分割後「清剿」的手段，各個消滅八路軍主力，摧毀晉察冀抗日根據地。
在晉察冀邊區反「圍攻」的關鍵時刻，毛澤東、朱德、彭德懷等於10月2日電示晉字冀軍區：日軍「此次圍攻較前任何一次來得較有計畫與持久性」，因此要「在黨政軍民中進行深入的政治動員，建立起持久抗戰勝利信心」，「動員群眾參戰」，「實行清野空舍」；「根據敵人構築據點，步步推進，緊縮邊區，及敵人頑強與敵人不足的優缺點」，應「相當地集中主力於我有利的各種條件（敵人弱，地形有利）方面準備待機」；「以小部隊與敵進行極不規則的小戰，遲阻和疲憊敵人，以相當有力部隊轉入敵之後方交通線，打擊敵之運輸」；「如敵無弱可乘，不便我主力集中打擊或消滅敵時，待敵人進至利害循環變換線，即將主力轉至敵後方，仍以小部隊分途逐漸引敵深入，使敵疲憊、疏忽、撲空，待敵轉移方向或退卻時，給敵以突然的襲擊或追擊。」同時，命令第129師「對正太路有計畫地進行破壞，並相機以適當兵力越路北進，分途尾擊敵人」；令第120師「積極地吸引原平、忻口，關城之敵，並相機越路東，尾擊東進之敵」。
晉察冀軍區遵照毛澤東、朱德的指示，於10月7日決定改變對敵鬥爭方式，以主力一部化整為零，以大隊或營、連為單位，配合民兵游擊隊，以廣泛的分散的游擊戰，不斷襲擾敵人，攻擊或圍困日軍薄弱據點，使其惶恐不安；而以主力深入敵之後方交通線上打擊日軍，斷其交通補給，增加深入邊區腹地日軍的困難，使其難以立足。各部隊根據軍區的統一部署，對日軍展開了靈活的鬥爭。
10月中旬，侵佔五台之西線和南線日軍共3000餘人，在東線和北線日軍配合下，分路向邊區黨政軍領導機關所在地台懷、石咀、金剛庫地區實行「清剿」。晉察冀軍區遂以小部隊與敵周旋，主力和領導機關則乘日軍尚未形成嚴密的包圍、迅速、隱蔽地南下，插至「清剿」之敵後方蛟潭庄地區隱蔽待機，從而使各路日軍撲空。此後，東線和北線日軍分別東撤、北返，南線日軍也向盂縣撤退。第2軍分區部隊追殲南撤日軍，殲其一部。此時，西線日軍龜縮於台懷地區，在八路軍不斷襲擾打擊與斷其補給的情況下，於13日向沙河撤退。與此同時，第4軍分區一部在同下村伏擊殲滅由靈壽出犯之日軍一部，迫其退回原據點。其他各軍分區部隊和第359旅等部，則按軍區部署積極打擊日軍，使其驚恐不安，難以立足。特別是晉西北、晉東南及冀中八路軍向同蒲路北段、正太路沿線和平漢路北段頻繁出擊，迫使日軍抽調參加「圍攻」的兵力回防各主要交通線，從而有力地策應了晉察冀邊區的反「圍攻」作戰。
侵入晉察冀邊區的日軍，在邊區軍民的不斷打擊下，退縮於阜平、五台、蔚縣、淶源、廣靈、盂縣、溫塘等城鎮據點，陷入被動地位。晉察冀軍區首長抓住有利戰機，當即決定，除以一部兵力配合民兵游擊隊繼續開展游擊戰，不斷困擾日軍，以一部兵力破襲日軍後方交通線，斷其補給、迫其撤遲外，集中主力相機殲滅困守據點或撤退之日軍。
首先，集中力量打擊進佔阜平之日軍。阜平地處晉察冀邊區腹地，是八路軍的重要後方基地。晉察冀軍區首長決心集中第1、第3軍分區主力和第359旅第717團收復阜平，打遲東線之敵。為此，以一部兵力並動員組織群眾，於定縣、曲陽至阜平的日軍後方交通線上積極破壞道路和通訊線路，斷敵交通補給。第1、第3軍分區部隊在曲陽至阜平的交通線上，先後對日軍運輸部隊進行了19次襲擊和伏擊戰鬥。其中，10月20日於鄭家莊伏擊日軍向阜平運送糧彈的輜重部隊，繳獲大車20