县大队主力和附近几个区的区小队就埋伏在山崖上。当二团全部进入刘家峪时，县大队和区小队立刻开火，敌军顿时倒下了一大片，当周怀中清醒过来时，他拔出手枪吼叫道：“弟兄们，不要慌，他们都是些土八路，我们是堂堂的正规军，我们一定要顶住土八路的偷袭！”他率领手下抵抗也很是顽强，幻想刘大麻子肯定能派救兵前来解围，所以战场上激烈的枪声一直延续到太阳高高升起，双方进入白刃战。
二团的顽军们再凶也凶不过县大队的战士们，周怀中见手下士兵们被八路军打得连滚带爬，有的士兵还想举手投降，气得他挥着手枪接连枪毙了两个企图投降的士兵，然后他挥舞着手枪继续狂呼乱喊督促士
兵顽抗到底。
这时，马龙在附近看得一清二楚，他举起手里的德国二十响驳壳枪，一枪将周怀忠击毙。一团副团长赖文昌看到周怀忠都被八路军打死了，觉得再顽抗下去也没什么戏了，他不得不率部下缴械投降。这一仗县大队一下就缴获四门德国造山炮、十六挺崭新的捷克式机枪和七百多支汉阳造步枪。
孙家新和张子清看着这四门德国造山炮，用手抚摸着有些恋恋不舍，最后他们俩商量后，决定还是把这四门山炮和十挺捷克式机枪送到军分区去，因为主力部队更需要这些重装备。
当顽军一团听说二团在刘家峪被八路县大队全歼了，刘小三惊恐地带领全团赶紧撤退，一中队在附近联防民兵的配合下，趁机又向一团发起攻击。冲锋号一吹响战士们挺着刺刀，民兵端起红缨枪和大刀，呐喊着跃出战壕，追击敌军，敌军狼狈而逃，又送给一中队和民兵们几十条汉阳造步枪。
虽然这次战斗颇有收获，不但打掉了57师一个主力团，缴了一大堆铮明瓦亮的新装备，县大队扩编到八百余人，给国。民。党顽军造成的震撼很大的，刘大麻子也知道县大队再也不是几年前那几支土枪土炮武装起来的游击队了。从此，国。民。党第五十七师跟县大队接触，再不敢像以前那样得意忘形，而是小心翼翼，亦步亦趋了。
孙家新高兴地说：“这一仗给了刘大麻子一个大.大的教训，让他也知道我们清阳县大队也不是好惹的！”