1937年10月25日，時為八路軍一二九師師長的劉伯承獲悉日軍二十師團的迂迴部隊向平定縣城開進，其運送軍械彈藥糧草的輜重部隊約千餘人在測魚鎮宿營。測魚鎮東部的七亙村一帶地形複雜，道路彎曲，正太公路由此通過。劉伯承判斷，測魚鎮之敵第二天必定經七亙村向平定縣城運送軍用物資，即令三八六旅三營利用七亙村一帶的有利地形，力求打一次漂亮的伏擊戰，殲擊敵軍，奪其輜重，切斷二十師團的後方補給線。
國民黨第二戰區副司令長官衛立煌，聽說八路軍要在七亙村伏擊裝備精良、不可一世的侵華日軍，非常懷疑。認為國民黨的數萬正規大軍都不能阻擋日軍入侵山西，八路軍又怎麼能與日軍相匹敵呢？劉伯承要用七亙村伏擊戰的勝利，治一治國民黨軍隊的"恐日症"。
劉伯承元帥
10月26日拂曉，天剛矇矇亮，駐紮在測魚鎮的日軍輜重部隊，在200餘名步兵的掩護下，沿公路大搖大擺地向平定方向開進。9點鐘左右，日軍先頭部隊進入了三營的火力範圍，三營戰士把這股敵人放了過去，其他敵人看到先頭部隊部隊平安無事，即緊隨其向前運動。當敵輜重部隊進入三營的伏擊圈時，三營抓住戰機，向其發起突然攻擊，以猛烈的機槍、手榴彈火力大量殺傷敵人。頓時，槍炮聲、喊殺聲連成一片，直打得敵人措手不及，暈頭轉向。隨即，八路軍戰士個個像猛虎下山，向敵群衝擊，與日軍展開了激烈的肉搏戰，使敵人的隊形大亂。敵人前後被三營的火力和衝入敵陣的戰士所截，左右被道路兩側的地形所阻，兵力無法展開，火力不能發揮，掩護部隊也發揮不了作用，被八路軍戰士打得死的死、傷的傷，完全失去了指揮和抵抗能力。後尾掩護的少數兵力見大勢已去，懼怕被殲，丟下物資和其他人員，狼狽地向測魚鎮方向回竄。
劉伯承元帥
這次戰鬥，激戰兩個多小時，斃敵300餘人，繳獲騾馬300多匹及大批軍用物資，取得了勝利。
敵運輸部隊被八路軍殲滅後，日軍運送軍用物資的計劃落空，前方急如星火，後方亦如熱鍋上的螞蟻。日軍依據用兵"不得遵常"的道理，認為八路軍伏擊勝利後，一定會轉移別處，絕不再再在七亙村設伏。所以，一面組織部隊到七亙村收集、搬運屍體，一面調整力量，準備繼續從七亙村一帶通過，向平定方向運送軍用物資。
劉伯承元帥
劉伯承神機妙算，準確判斷敵人運送軍用物資未成，前方彈藥糧草告急，一定會千方百計再次運送。且向平定前方機動沒有道路繞行，七亙村是再次運送物資的必經之路。另外，劉伯承抓住敵人用兵教條的心理，對"不得遵常"的用兵之道，反其道而用之，大膽決定再次在七亙村設伏。為了進一步迷惑日軍，誘騙其上當，劉伯承又使用了疑兵之計。當日軍派重兵來七亙村實施報復時，他讓第三八六旅主力佯裝慌忙敗退，製造八路軍已被驅走的假象。第三八六旅主力在附近山裡繞行一圈，乘夜又祕密返回到七亙村設定伏擊陣地，主攻任務仍由第三營擔負，不過伏擊地點由村東移到了村西。
28日上午，敵人由測魚鎮出動，沿原路向平定方向開進。這次，敵人吸取上次遭伏擊的教訓，以100餘名騎兵開道偵察，300餘名步兵殿後掩護，輜重部隊擺在中間，相信可以萬無一失。敵先頭部隊接近七亙村後，其偵察分隊進行了嚴密搜尋。三八六旅三營的戰士沉著鎮靜，嚴密偽裝不動聲色，以致敵人走到跟前都沒有被發現。在敵人確信沒有伏兵，其先頭部隊的騎兵才搖搖晃晃地通過八路軍的伏擊地區。待敵輜重部隊進入伏擊圈後，三營指揮員一聲令下，埋伏在七亙村西側的戰士，對敵發起了猛烈襲擊。隨後，戰士們又衝入敵群，與敵人展開了面對面的搏鬥。激戰到黃昏，又斃敵100餘名，繳獲騾馬數十匹，餘敵向平定方向逃竄。
劉伯承元帥
在短短的三天之內，劉伯承指揮八路軍部隊，採用"重疊的設伏"戰術，在七亙村連續兩次伏擊日軍的輜重部隊，斃敵400餘人，繳獲騾馬近400匹及大批軍用物資，打破了日軍"不可戰勝"的神話，使侵華日軍嚐到了八路軍的厲害。
七亙村伏擊戰鬥結束後，劉伯承將繳獲的日軍戰馬、軍刀、大衣等戰利品，拿出一部分送給國民黨第二戰區副司令長官衛立煌，讓他看看八路軍是怎樣戰勝侵華日軍的。衛立煌親自點驗過目，對劉伯承率領八路軍戰士對日軍作戰取得的輝煌戰績，敬佩不已，稱七亙村伏擊戰是大膽巧妙用兵的奇蹟，不得不承認："還是八路軍的機動靈活的戰術好，接連打了好幾個大勝仗"。