设伏。当鬼子到达山口后，胡翔、李永福自后方加强攻势，把鬼子赶进埋伏圈。在鬼子被马强设下的地雷阵、陷坑阵、火油阵打得人仰马翻时，马强支队汇合胡翔、李永福的保安队，趁乱攻击。当鬼子想反扑时，就适当后撤。鬼子没办法，只好分兵断后。这时两队却不强打，绕过断后的鬼子继续狙击，用零打碎敲的方式消耗鬼子的战力。
前一天，驻守马家庄的鬼子中队，在遭受伤病和断水断粮后，不得不集合剩余战力近一百人向东突进，试图寻找补给。却在半路遭到八路军正规连和地方游击队伏击，基本全歼。
八路军正规连和地方游击队打扫完战场后，迅即以猛烈攻势强攻马家庄守敌。
马家庄守敌尽管人数不少，但几乎全是伤病，一场激战后被彻底全歼。八路军方面，损失也不小，主要是敌人伤病人员拚得很凶，八路军方面人数有限，在进攻实力上优势并不很大，加上又是我攻敌守，所以反倒打得最为艰难。好在山上的鬼子和运输中队均被其他支队拖住，攻打时间十分充裕。最终拿下了敌人。
当从山上下来的鬼子在保安队和马强支队不断袭扰下到达马家庄时，八路军部队已休整完毕，正好依托马家庄院墙迎面截击。八路军用缴获的鬼子重机枪封锁路口，鬼子在前堵后截的情势下，无心恋战，分兵断后掩护主力撤退。
由于鬼子运输中队在何方、张为国的二、三支队轮番偷袭中损失过半，已先退回南平镇。鬼子主力只好步行撤向南平镇。
这时，按原定计划，马家庄的八路军负责对付断后的鬼子，保安队和马强支队自后绕行追击，何方、张为国的二、三支队在前截击，围追堵截之下，打得鬼子连喘息的时间都没有。最后干脆放弃抵抗埋头跑路。何方、张为国率队追了两天两夜，一直追到南平镇外才返回。
最后回到南平镇的鬼子，连同先撤回的运输中队一起，都不超过二百人！我方实际歼敌人近千人，缴获枪支弹药、粮食辎重无数。敌人大队长木村正平中佐在逃跑途中被手雷炸成重伤，回到南平即告不治、参谋长井川秀治少佐切腹自尽。日军最精锐的坂垣师团所属的这支主力大队就这样玩完了！
缴获的武器弹药堆积如山。何方张为国甚至还缴获了三辆完好的汽车！
损失最大的部队是八路军正规连和地方游击队。他们虽然在战前得到了学生军的军火补充，但本身训练不够，磨合时间又短，对打游击战还算里手，进攻就缺乏经验。主要的伤亡就是在强攻马家庄时产生的。
不过他们收获也不小，全歼鬼子约一个半中队，缴获的武器弹药早就代替了原来的老式步枪，士兵们乐得合不拢嘴。八路军连长心里有数，要不是胡翔李永福保安队在前狙击和张野在井里下毒，又逼鬼子分兵，这一个半中队他们根本吃不下。以一个多连全歼鬼子一个半中队，这在八路军历史上还从来没有过呢！当然，相对于学生军来说，八路军方面的胜利也不算什么了。
学生军方面，损失最多的是马强的第一支队。
毕竟，一支队是除保安队外最早接仗的支队了，后来在山里跟鬼子捉迷藏虽然轻松，却在山口伏击时吃了点亏。虽然是打伏击，以他们那几十人枪，跟鬼子主力相比，悬殊太大，要不是旁边还