1940年9月2日，羊兒嶺的八路軍阻擊陣地失守。羊兒嶺居高臨下，嚴重威脅着卷峪溝，而卷峪溝裡全都是八路軍首腦機關、傷員、群衆，左翼縱隊司令周希漢心急如焚，遂下定決心：不惜一切代價，奪回并扼守住羊兒嶺！
周希漢一面派人去大東足調回三十八團主力，一面召集十六團團長謝家慶等人，商量奪回羊兒嶺的辦法。衆人正議論着，三十八團團長蔡愛卿、政委劉有光已帶着團主力回來了，原來劉伯承在派警衛營長向周希漢傳達指令的同時，就已直接派人到大東足，通知三十八團主力參加羊兒嶺戰鬥。
當天中午，在周希漢的統一号令下，各部從四面同時向羊兒嶺發起攻擊：十六團及三十八團主力，在總部炮兵的炮火掩護下，從正面實施反攻；十六團抽兩個連攻羊兒嶺之敵左側背；三十八團抽一個營攻羊兒嶺之敵右翼。
戰前，大家都已知道卷峪溝集中着八路軍的首腦機關，周希漢的指令也傳達了下去：“不惜任何代價，一定要奪回羊兒嶺！”兩個團的團長和政委全都上了第一線，帶頭沖殺，是以戰鬥一開始就異常激烈，部隊剛攻上去，馬上又被敵人壓下來，接着再攻，攻擊與反攻擊反複進行，達十三次之多，其間雙方多次拼刺刀，幾乎每個參戰人員都殺紅了眼。
十六團一排在奪取羊兒嶺主峰時，與日軍一個小隊肉搏，一番刀光劍影之後，他們刺死了二十多個鬼子，排長帶着全排僅剩的三名戰士奪取了主峰。三十八團在沖鋒時，日軍施放了毒氣彈，戰場上白煙滾滾，毒氣嗆人，百餘名戰士當場中毒昏倒，大家用濕毛巾捂住口鼻，又繼續往上沖。戰鬥持續了兩個小時，僅三十八團就傷亡了三百餘人，其中一名副營長、兩名連長犧牲，營長、連長各一人負傷。
經過拼死搏殺，“趙子龍”的部隊終于奪回了羊兒嶺制高點，卷峪溝的安危得到初步保障。
周希漢很注意作戰的細節。戰前部署時，預定在奪回羊兒嶺後，由十六團予以扼守主陣地，他特地給十六團團長謝家慶講了如何布兵：“少擺多屯，盡量減少部隊被敵人炮火所傷。”
按照周希漢所囑，謝家慶在羊兒嶺主陣地上隻擺了三分之一的兵力，其餘部隊作為預備隊，屯在附近隐蔽待機。在扼守陣地階段，敵人雖連續用火炮對羊兒嶺進行轟擊，但十六團依靠“少擺多屯”的辦法，傷亡并不大。炮轟之後，敵人不斷發動步兵進攻，然因銳氣受挫，攻得已明顯沒原來那樣猛了，這樣的攻勢自然是雷聲大雨點小。