面对从天而降的袭击 日军多次发起进攻但因所处地势不利反遭惨重伤亡，其余日军见情况不妙不敢前行只能用炮火对我阵地射击 大部退至黄崖底河滩上。 刘伯承果断抓住敌在曝露的河滩上休整吃午饭的战机 下令771团从正面 772团从侧面进行猛烈射击交织成火力网给予鬼子兵大量杀伤，气急败坏的日军重新集结500余人企图利用炮火打开缺口把我军阵地荡。 日军急忙架起4门小钢炮对772团3连阵地进行炮击 碍于视界 误以为已使我军遭到重创，随后派出冲锋队对3连阵地猛攻妄图撕开1个口子突出包围网。 刘伯承下令我军位于敌人左翼山头的迫击炮对敌阵地猛轰 其中一发炮弹正好打中敌人的炮弹箱，瞬间爆炸发出回荡山谷的声浪。 同时3连官兵迅速从隐蔽的地方进入工事待敌人进至距工事四五十米时投掷出一波手榴弹给日军造成大量伤亡，日军第二次反扑爬到半山腰 我军从山上投掷手榴弹 如此接连打退敌人3次冲锋均使其受到重创。 日军无力突围反受771团集中全部火力向崖底的进攻 兵力又无法展开只好再度退至黄崖底村庄，敌人利用土坎、断壁残垣、窑洞和村边畜圈掩护构筑工事待援固守/为防敌援军赶来 及我军在大量杀伤敌人后亦无法继续扩大战果 审时度势后果断撤出战场。 此战共毙伤敌军骡马400余匹及300余人 缴获大量辎重和百余支长短枪，而自家只有30人伤亡。 这一战使771团一洗十天前遭袭的愤懑情况，使得386旅整个士气更加高涨。 黄崖底伏击战在抗战史上实属灿烂辉煌，就连日军随军记者在日本国内报纸上也发表《过天险的黄崖底》报道再现了惊心动魄的战斗情景和日军惨不忍睹的战败景象。 黄崖底伏击战开始了386旅连战连胜愈战愈勇的篇章，这支八路军精锐之师接下来又在广阳、户封痛击日军第20师团一个加强联队使全国军民抗战的声势一浪高过一浪。