1938年，八路軍各部在山西廣泛的開展游擊戰，令日寇焦頭爛額，八路軍129師，在長生口、神頭嶺、響堂鋪接連取得重大的勝利，115師343旅也在呂梁山一帶不斷的襲擊日軍108師團，在半個月內殲敵1000多人，摧毀汽車數十輛。八路軍的敵後游擊戰對華北日軍構成了嚴重的威脅，為了保證後方的安全，日軍華北方面軍於1938年4月決定出動108師團主力，16、20、109師團各一部共三萬餘人，由第一軍司令香月青司指揮，分別由邯鄲、石家莊、榆次、長治等地出發，沿同蒲、正太、平漢鐵路以及邯長公路分九路圍攻八路軍剛成立不久的晉東南抗日根據地。
面對來勢洶洶的日軍，八路軍總部決定避其鋒芒，129師和344旅689團主力轉移至日軍外線的涉縣以北地區，而留在內線的129師直屬團和決死一縱隊及部分國軍部隊用游擊戰結合運動戰消耗敵人，然後「傷其十指不如斷其一指」再找機會集中主力殲滅其中的一路日軍。同時，八路軍晉察冀軍區和120師動用部分兵力向平漢，正太，同蒲鐵路出擊，以配合晉東南地區的反圍攻作戰。
4月4日，日軍開始進攻根據地，但均遭到八路軍的頑強抵抗，榆次出動的，109師團一部被129師獨立團阻擋在道坪、馬紡一帶，元氏一代出動的16師團一個大隊，被129師配合當地游擊隊擋在九龍關以西，從洪洞、祁縣、太古一帶出動的日軍兩個聯隊也遭到國軍部隊和八路軍游擊隊的阻擊，同時廣大群眾實行堅壁清野，日軍漸漸陷於飢餓疲憊，補充不足的困境。
而在南面，108師團的兩個聯隊在旅團長苫米地帶領下竄入遼縣、武鄉一帶的晉東南根據地，但這一路日軍也因為連續作戰，已經相當疲憊，並且孤立無援，按照集中力量打擊一路的作戰方案，129師主力以及689團迅速返回五鄉，殲滅這隻孤立疲憊的敵軍。
接到命令的129師和689團由武涉大道經西井、蟠龍進到武鄉西北的東、西黃岩和東、西胡家垴一帶。在4月15日，苫米地率領日軍117聯隊進攻榆社，但結果以失敗告終，之後由於補給短缺且害怕遭八路軍打擊，日軍於當天黃昏放棄武鄉，沿濁漳河向東撤往襄垣。
面對敵人撤退，師長劉伯承最初懷疑是日軍的詭計，在戰鬥中假裝撤退，引誘八路軍追擊後再突然反攻，此前游擊隊曾經吃過幾次這樣的虧。但副師長徐向前和政委鄧小平都認為日軍激戰多日，跑了上百公里，已成為強弩之末，再加上補給中斷從而被迫撤退。劉伯承遂下令追擊日軍，沿濁漳河兩岸實行平行追擊，其中772團、689團為左縱隊，沿濁漳河北岸急進；第771團為右縱隊，沿濁漳河南岸急進；第769團為後續部隊，沿武鄉至襄垣的大道跟進。
16日早上，經過九個小時的追擊，陳賡率領386旅的771團和772團在長樂村追上了敵人，此時敵軍先頭已過長樂村，輜重隊伍還停留在後方十里外白草延、馬莊一帶。
陳賡決定立即打擊這批敵人，但劉伯承擔心兩個團的兵力不夠，遂提醒陳賡要將敵人分開各個擊破，絕對不能讓他們抱團。
攻擊立即開始，771團和772團分別向型村和李莊突擊，手榴彈和子彈紛紛射向日軍，日軍遭受突然打擊，人仰馬翻，各種車輛堆在一起堵塞了道路，1500多人的行軍縱隊被分割成數段，771團和772團占據了濁漳河兩岸的高地，與敵人展開血腥激戰。
這個時候，前面已經通過了長樂村的日軍先頭部隊，立即掉頭集中千餘人來支援，瘋狂進攻772團3營10連在長樂村東北的戴家垴高地，激戰四小時，在打退日軍多次進攻後10連全部犧牲，日軍占領了高地，10連的英勇阻擊，有力的保證了長樂村的殲滅戰。亮劍平安格勒戰役裡面那個阻擊吉野聯隊八小時而全軍覆沒的連，這一情節應該是借鑑於此。
但就在這關鍵時刻，689團趕到，趁日軍立足未穩對日軍發起猛烈反擊，一下又把失守的陣地奪回來了，日軍不甘心失敗，又對689團多次發起衝鋒，但689團沉著應戰，在日軍炮火準備時隱蔽在陣地後面，等到日軍衝鋒時，迅速衝進陣地，用手榴彈和刺刀與敵人肉搏，就這樣擊退了日軍八次衝鋒。
下午三點，苫米地指揮的另一個聯隊105聯隊千餘人從遼縣方向經蟠龍鎮也趕來增援，但負責阻擊他們的國軍第3軍曾萬鍾竟然一槍沒放的就逃走了，這部日軍很快趕到了長樂村，689團和772團各分出一部擋住這部分敵人。
又激戰了兩個小時，到了下午五點，聊現日軍再次出動千餘人增援，由於友軍的未戰先逃，敵軍已經越來越多，八路軍漸漸的處在多面包圍之中，此時長樂村被圍困的敵人大部被殲滅，作戰目的已經達到，八路軍主力遂開始撤出戰鬥，留下兩個連作為掩護。
就在撤退的過程中，772團團長葉成煥帶領一個排在山嶺上警戒掩護，並不時用望遠鏡觀察敵情，等到最後一個連經過時，一部分日軍已快速衝到溝下，他們向山嶺上開槍，一顆子彈擊中了葉團長頭部，剩下的戰士們抬著葉團長急速向山下撤退，但年僅25歲的葉團長還是英勇犧牲了，劉伯承師長和陳賡旅長都為他痛哭失聲。葉團長被追認為革命烈士，並於2009年被列入「100位為新中國成立作出突出貢獻的英雄模範人物」。
長樂村戰鬥，八路軍以傷亡800人的代價殲滅日軍2200多人，是反九路圍攻決定性的一仗。此後，圍攻根據地的日軍紛紛撤退，八路軍展開了全面追擊，先後收復遼縣、黎城、潞城、襄垣等18座縣城，並一度圍困長治。至此，晉東南反九路圍攻作戰勝利結束，八路軍共殲敵4000餘人，並把根據地開始向冀南，豫北平原一帶發展。