在明铺伏击战中，日军一共有两支主要作战部队，即田原部队、三宅部队。田原部队的士兵都是“老鬼子”，经受过系统严格的训练，但他们终究是辎重兵，战斗经验相对不足。三宅部队从三宅到普通士兵，则是已经参加侵华战争达一年多的正规野战军人，而且因为护路，他们已经多次在涞蔚公路上与八路军交手，所以在战斗中对设伏部队造成的威胁也最大。

三宅看出，八路军在明铺方向的阻击阵地非常牢固，日军很难冲得过去，唯一的逃生之路只能是退回飞狐峪谷口，向蔚县靠拢。汽车上载有步兵炮和迫击炮，三宅下令“迫击炮下车”，将迫击炮从车上抬下来，对卡住飞狐峪谷口的二连阵地进行连续炮击。

其时左齐尚未中弹负伤，他及时发现了日军的这个重要火力点，立即命令早已做好准备的神枪手瞄准射击。随着日军炮手被一枪毙命，炮击中止，但在此之前，已经有三发炮弹出膛，并且全部砸在二连阵地上，其中第三发炮弹正中一营指挥所，指挥二连作战的一营营长何家产被炸断了双腿。

二连伤亡过半，指挥员还负了重伤，节骨眼上，团指的那挺重机枪又因故障哑掉了，无法再为二连提供火力掩护。千钧一发之际，何家产看到附近有一个老百姓丢弃的箩筐，便手指箩筐，让战士把他装进去，抬着他继续指挥战斗。见营长的战斗意志如此顽强，二连士气大振，重又一步步压上去，并将日军担任后卫的盐见小队赶出了飞狐峪谷口。

左齐因昏迷被抬下战场后，团政委晏福生接替指挥。晏福生在红军时期就失了右臂，本来不适合直接参战，战前部署时的分工是负责指挥预备队，此时临危受命，执行左齐已下达的总攻令。在他的指挥下，二营呐喊着发起冲锋，日军见状也连忙实施反冲锋，从山下反冲上来，敌我双方展开互射。二营教导员何宣太腿部中弹，倒地后仍大呼“冲上去”，警卫员急忙冲破弹雨，将他舍命救回。

继二营之后，一营三连也由团政治部副主任王克勤率领加入战团，与二营合力将已冲上山坡的日军压了下去。混战中，一名日军伤兵拉响手雷，王克勤不幸与之同归于尽。

在两位指挥员或死或伤的情况下，晏福生亲自上阵，用左臂挥刀，继续率部猛冲。日军的反击终于遭到完全遏制，二营和一营三连趁势展开追击。