为打好这一仗，部队进行了充分的政治动员和各项作战准备。准备设伏于神头村南北公路两侧，歼灭潞城出援之敌。3月15日21时，部队向伏击地区开进。16日2时，我第386旅首长接到侦察组报告，神头村南北的一段公路是在山岭上，不在山沟内，神头岭土：地形开阔，不便隐蔽，但公路两侧百米处有国民党军队过去修筑的工事，可以利用。据此，当即调整部署，以第771团主力埋伏在张庄、王家庄以东公路两侧，正面阻击敌人，并以1个营位于申家山，作为预备队；团特务连前伸至潞河村，向黎城方向警戒，并破坏赵店木桥，断敌交通，确保主力歼敌；以第772团主力埋伏在1187高地和神头村西侧，对敌实施主要突击，利用旧工事严密伪装隐蔽；以第3营(欠1个连)在李家庄以东，准备适时出击，断敌退路；以1个连伸至潞城东北1505高地袭扰潞城之敌，使敌不敢倾巢出援；另一个排在余庄，保障主力侧后安全；以补充团埋伏在薛家庄、安南岭以西地区，从公路东侧突击敌人，还派出便衣20余人至潞城西南监视长治之。
3月16日4时，我第769团第1营突人黎城城内，与敌展开激战。在得知潞城、涉县之敌均已出援之后，即主动撤至黎城西北乔家庄地区。战至9时许，敌被我击退，返回黎城。
涉县之敌惊闻黎城被袭，以数百人乘汽车来援。刚过东阳关，即发现我第769团设伏部队，并向我射击，我随之还击和组织出击，该敌稍事抵抗，即向涉县回撤。
潞城之敌得知黎城被袭，随即抽调步骑兵1500余人向黎城增援。8时30分，敌先头分队乘汽车2辆和骑兵20余人，沿公路通过我设伏地区向黎城开去，我伏击部队将该敌放过。此时，赵店木桥已被我焚毁，该敌被阻于浊漳河南岸。9时，敌主力纵队先头进至神头村，稍事停顿，并派骑兵向附近侦察搜索，由于我设伏部队坚定沉着，伪装良好，隐蔽严密，敌军没有发觉。