晋察冀军区转而出击正太路以北盂县地区，第129师打击前出“扫荡”的日军，第120师在晋西北配合作战。
1940年8月20日，八路军冒雨通过山谷河流，避开日军外围据点，直接运动到正太路两侧，当晚向正太路全线突然发起攻击，奇袭成功。
晋察冀军区右纵队（辖第5、第19团）负责破击正太铁路娘子关至乱柳段。
20日20时，晋察冀军区右纵队主攻部队第5团一部首先潜入娘子关村，歼灭村内伪军，黎明攻克娘子关，随后主力部队掩护工兵，大量破坏敌工事，并将关东铁路桥炸毁，随后主动撤离娘子关。
1940年8月20日晚，第5团第1营第1连袭入磨河滩，遭到日军反击，21日拂晓撤出车站。
当晚第1连渡过棉河，攻入车站。敌退入营房抵抗。
磨河滩日军有近1000人凭坚固守，值天降大雨，棉河水涨，不能徒涉，第1连遂抢占车站西面村庄固守。
22日下午，日军400多人开始反击，第5团主力在棉河北岸向敌实施火力袭击。第1连在歼敌50余人后，撤出战斗。第19团曾攻入巨城和移穰车站。
1940年8月23日，第5团再次攻占娘子关，并炸毁娘子关以东石桥，破坏了程家陇底、磨河滩之间的铁路。当晚第19团再次攻入移穰车站，炸毁水塔、铁路。
1940年8月24至27日，右纵队炸毁了岩会附近的几座石桥及木桥。
在右纵队大力破袭下，从25日起，正太路娘子关至乱柳段日军交通完全断绝，日军各据点各自为战。
晋察冀军区中央纵队（辖第2、第3、第16团），负责破袭正太路娘子关至微水段和井陉煤矿。
1940年8月20日夜，第3团对井陉煤矿的岗头老矿和东王舍新矿同时发起攻击。
第1营在矿工帮助下迅速攻入新矿，歼敌警备队一部，残敌躲入碉堡死守。
第2天下午，全歼守敌。随后将矿区重要建筑全部炸毁，搬走大部物资，使其半年以上不能恢复生产。
第3团夺取了贾庄、南正日军据点，破坏了南正至微水间铁路。
第2团攻占乏驴岭铁桥东端堡垒，掩护工兵将铁桥炸毁一段，并一度占领蔡庄日军据点。
第16团第2营于20日夜攻入北峪，将守敌大部歼灭，21日掩护工兵破坏北峪石桥。
其他各部攻占地都，并将南峪守敌大部歼灭。
24日，中央纵队侦知井陉县城已有日军1000余人，南峪、地都也有大批日军增援，乃决定以一部监视和袭扰铁路沿线之敌，主力集结于机动位置待机。