那年10月10日，八路军杨成武独立团攻克涞源县城，打开了通往紫荆关的通道。此时紫荆关及周边已被日军第5师团一部占领，作为其连接平汉铁路与山西战场的重要据点。独立团采取“分路奔袭、先断外援、再攻关城”的战术，先派出小部队破坏了紫荆关通往易县、涞源的公路桥梁，切断日军增援路线。

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10月16日，独立团主力趁日军立足未稳，从关城的侧翼山路隐蔽接敌，突然发起攻击。日军因补给线被切断，又遭到前后夹击，被迫放弃紫荆关撤退。八路军几乎以较小的代价收复了紫荆关这一长城要隘，缴获了日军遗留的大量武器弹药和物资。