留下来的八路军骑兵部队向县城的城墙发起了进攻，官兵们端着枪一边开火，一边大声地呐喊，架起迫击炮向城墙上的敌军开火，声势浩大。
城中的日伪军以为八路军要强攻县城了，于是拼命向城外开火，还不停地扔手雷，防止八路军接近城墙。
联队长渡边胜雄被城外的枪炮声惊醒，马上命人了解情况。当他得知由于自己的谨慎小心，避免了八路军的偷袭，心里暗自庆幸。他很担心八路军的主力攻进城来，毕竟他的骑兵联队擅长在马上作战，对于打巷战也不在行。于是他就把正在休息的鬼子们都叫了起来，让他们到城墙上防守。
孙德胜和魏和尚带领部队向西北方向一路狂奔，他们的目标是去打击前来增援的日军骑兵旅团。
马武山军分区的情报工作做得十分出色，当日军的骑兵旅团进入山西之后，一直都在他们的监视之下。原本孙德胜和魏和尚打算首先吃掉县城里日军的骑兵联队，再去对付他们的骑兵旅团。
既然他们偷袭没有成功，双方展开了激战，他们就猜到日军的骑兵联队长一定会将这个情况向他们的上级汇报，催促骑兵旅团尽快赶过来增援。
敌军的骑兵旅团认为八路军的骑兵主力正在高庄县城跟骑兵联队交战，在路上他们一定不会进行防范，而只会拼命赶路，这正是骑兵大队和特战大队伏击他们的绝好战机。就这样，原本一场夜间偷袭战，变相成为了围点打援。
魏和尚和孙德胜猜得果然没有错，在县城里的渡边胜雄一面督促部队上城墙防守，一面将这里发生的情况上报给了太原
筱冢义男知道，本来察哈尔派遣军的骑兵就不愿意帮助山西的日军作战，假如他们再损失了这个骑兵联队，恐怕前来增援的日军骑兵旅团会马上调头，返回察哈尔方向。
不仅如此，今后再想让察哈尔派遣军的骑兵部队帮忙恐怕也不可能了。
因此，筱冢义男马上就给骑兵旅团发去了电报，将这里的情况进行了说明，让他们赶紧到高庄县城增援。
渡边胜雄的骑兵联队也是这个骑兵旅团的一个联队，对旅团长来说，这可是他的部队，他当然不能让他们被消灭。于是他就把在睡梦中的日军骑兵们都喊了起来，带着他们连夜赶路。
从太原方向通往察哈尔的路，孙德胜和魏和尚以前都走过，并且以前还干掉过日军的一个骑兵旅团。这条路他们实在是太熟悉了，在哪里进行埋伏早就做到了心中有数。
由于对道路的情况熟悉，他们也能够大致地计算出日军的骑兵旅团达到设伏地点的时间，从而能够从容地布置战场。
三个小时后，孙德胜和魏和尚率领部队来到了一片丘陵地带。公路从山谷中间穿过，地形十分有利，八路军的官兵们不顾疲劳，马上就进入了伏击阵地。
孙德胜和魏和尚计算出来的日军行军速度相当精确，距离他们预定的时间只差了不到25分钟，就听到夜暗中传来了雷鸣般的马蹄声。
前方的监视哨打来了电话，报告说已经发现了鬼子的骑兵主力，最多再有三分钟就可以进入埋伏圈。
马蹄声越来越近，月光下可以看到大批日军骑兵正在公路上快速行进。
前方是丘陵地带，地形相对复杂，如果是往常，日军一定会十分警觉，会派人在这一带进行搜索，以避免遭到埋伏。可是他们现在知道，八路军的骑兵部队正在高庄县城，因此他们没有丝毫防范，仍然快马加鞭地赶路。
“轰”的一声，日军骑兵的先头部队踩中了埋在公路上的地雷，通过爆炸产生的火光，可以看到日军骑兵被炸得飞了起来，紧接着就传来了日军骑兵们的惨叫声和战马的嘶鸣声。
爆炸声就是开火的命令，埋伏在两侧山坡上的骑兵大队和特战大队的官兵们居高临下，朝着公路上的日军猛烈地开火。
日军的旅团长做梦也没有想到，会在这里遭遇伏击。他一心一意地想去救援渡边胜雄的骑兵联队，却没有想到，正是渡边胜雄向他报告说八路军骑兵的主力在高庄县城，这才给他挖了一个大坑。
旅团长十分恼怒，他不知道是该恨向自己谎报军情的部下呢，还是该痛恨山坡上的八路军，不过这已经不重要了，因为就在他还没有想明白的时候，一连串的机枪子弹打了过来，他的身上至少中了七八发子弹，直接就从战马上摔了下去。
伏击阵地选的实在是太有利了，日军的骑兵在公路上根本无处躲藏，在很短的时间内就已经遭受到了巨大的伤亡。
日军骑兵同样也十分悍勇，那些侥幸没死的日军跳下战马，各自寻找公路边上的隐蔽物，对八路军进行还击。
八路军一面用机枪朝着山下猛烈地扫射，一面向公路上的日军发起了冲锋。
如果是在白天，八路军官兵不会马上就发起冲锋，他们会利用有利的地形和优势的火力，尽可能地消灭敌人。
可是在夜晚距离太远了，有些看不清楚，火力杀伤的效果就要差一些。不过这也提供了另外一个好处，那就是八路军的部队向山下发起冲锋的时候，敌军也看不清楚，这样就有效地减少了八路军官兵的伤亡。
之所以命令部队发起冲锋，是因为八路军的官兵要充分利用地形上的有利条件，他们冲到靠近公路六、七十米的地方，再次停了下来，然后朝着山下大量投掷手雷和手榴弹。
八路军的官兵们居高临下，在六七十米的距离，可以轻松地将手榴弹和手雷投到公路上，而且很多的手雷和手榴弹能够凌空爆炸，给予日军重大的杀伤。
反过来，日军人在山下，手雷根本投不了那么远，在那里干挨炸。
日军的这个骑兵旅团在这里的就只有两个骑兵联队和旅团部，大约4000余人。