神頭嶺伏擊戰已經被我國各大軍事院校列入教材，也被美國西點軍校作為典型戰例來研究，但是神頭嶺之戰擊斃了多少日寇，在史料中卻有不同記載，目前比較常見的兩種說法，其一為八路軍一二九師第三八六旅以傷亡二百四十人的代價，擊斃敵一千四百餘人、俘敵八十餘人、繳獲各類槍枝三百餘件、斃傷和俘獲騾馬六百餘匹；其二為殲敵一千五百餘人，俘敵八人，繳獲長短槍五百五十餘支，其餘與其一相同。
神頭嶺之戰的直接指揮者、三八六旅旅長陳賡的日記，為我們還原了那場經典戰例，也給出了更準確的數據，這數據與其他史料略有不同，但有一點比較一致，那就是殺鬼子不容易，繳槍更難：有時候殺四個鬼子，才能繳獲一支槍——近乎殲滅的戰鬥，鬼子的槍枝哪裡去了？
在陳賡大將誕辰一百周年之際，《陳賡日記》正式出版，這位畢業於黃埔一期，又曾赴蘇留學的大將軍，幾乎參加了解放前後的所有戰爭，這本珍貴的日記，也記載了很多鮮為人知的戰爭內幕。
抗戰剛開始，陳賡大將就下定決心：「從今天起——1937年8月7日起，堅決地把日記日日不間斷地寫下去，無論在任何情況之下，戰鬥時也好，行軍時也好，極度疲勞時也好，始終如一地寫下去。要使這次全部抗戰的事跡，沒有一點遺漏在我的記載以外。（本文黑體字均出自《陳賡日記》，下同）」
陳賡日記記載，神頭嶺伏擊戰不是突發奇想，而是在一二九師師長劉伯承指揮下，三八六旅經過縝密偵查、認真研判後做出的決定：「師決以（三八五旅，旅長王宏坤，開國上將，後任海軍副司令員、第二政委）七六九團（缺一個營）襲攻黎城，以一個營進占東陽關，鉗制涉縣可能來援之敵，本旅（三八六旅）全部秘密進入黎城與潞城間公路以北山地待伏敵人。」
劉伯承來到三八六旅徵求陳賡意見：「長生口打了勝仗，但我們自己也付出了較大代價，是不合算的。以後打伏擊，要儘量減少傷亡，子彈要打在敵人頭上，刺刀要捅在敵人的肚子上，手榴彈要扔在敵人的屁股上。把黎城裡的鬼子調出來打一頓。陳賡，你來過把癮要得不？」
1938年2月22日的長生口之戰，七七二團激戰五小時，斃敵少佐荒井豐吉以下一百三十餘人，擊毀汽車五輛，繳獲迫擊炮三門，重機槍兩挺，步槍五十餘支以及大批武器彈藥還抓了一個日軍俘虜，但是陳賡還是認為自己虧了：「未能將敵全部消滅，實為憾事。而且與前幾次伏擊戰相比，傷亡達百餘人，代價大了些，很不合算。」
陳賡認為長生口沒打好，這次師長激將，旅長自然不能不接招：「要得，我旅指戰員正愁沒仗打呢！」
劉師長和陳旅長都熟讀兵書，設伏戰場應選在哪裡，就成了一個關鍵問題。
陳賡派出兩組便衣偵察人員（這是他的老本行），偵察黎、潞間敵情、地形及長治日軍動態，他自己則在地圖上劃道道：敵人在潞城兵力增至三千多人，饅頭太大了，我的兵力不足，要沒有個好地方還真吃不下。
軍用地圖標識，神頭嶺位於潞城縣城東北十二公里處，那裡有一條深溝，公路正從溝底通過，兩旁山勢險峻，既便於隱蔽，又便於出擊。
據時任三八六旅參謀長的周希漢將軍（後任解放軍第四兵團十三軍軍長兼滇南衛戍司令員、海軍副司令員兼海軍參謀長，1955年授銜中將）回憶：根據陳賡旅長意見，大家又展開了討論，最後終於統一了認識，計劃就這樣確定了——仗，就在神頭嶺打。具體部署是七七一團在左、七七二團主力在右，都埋伏在路北，七七一團抽出一支小部隊向潞河村方向游擊警戒，相機炸毀濁漳河上的大橋，切斷兩岸敵人的聯繫；以七七二團三營擔任潞城方面的警戒，斷敵退路。
陳賡於3月15日下令：各部均到達上遙集結，韓團（補充團，團長韓東山，開國少將）藉此通過馬路，進入平順以北公路南之鞋底村及安南嶺一帶，鞋底村僅以北高地置一個連埋伏，其餘兩個連即埋伏於安南嶺；七七二團主力埋伏於申家山以西南高地及1269高地，派出一連伸入潞城以東北之505高地，擾亂潞城之敵，又以一排進至潞城北之餘莊警戒，派出便衣隊二十餘人伸至潞城西南，偵察和擾亂可能由長治來援之敵；七七一團主力位置於續村嶺，派出一部乘夜破壞趙店木橋，截斷其交通，待敵通過時，放行其先頭至七七一團附近，各部即迅速突然出擊，聚而殲之。」
陳賡在日記中回憶：「夜行甚肅靜，不聞偶語聲與咳嗽聲，只有腳步聲、馬蹄聲，踏著碎石聲與上山的急喘聲相應和。這是一群民族英雄，不顧疲勞，準備壯烈犧牲，上前線奔襲日寇的英勇行動。」
各部到達集結地點，陳賡才得到「亮平、成忠（日記中沒提起二位姓氏職務）」等人的報告：由黎城至潞城馬路是在山嶺上，不在山溝內，這是因為製圖時山上還沒有開通馬。
神頭嶺山樑寬度不過一二百米，路兩邊的地勢雖然比公路稍高，但卻沒有任何隱蔽物，這樣的地形並不適於打大規模的伏擊戰。
陳賡當即做出調整：以第七七二團埋伏於大路以北、神頭以東1187高地（一個營）及嶺南安西北高地，韓團埋伏柏林嶺，七七一團轉到郭老灣西北高地，七七二團第二營及七七一團一營暫留1269高地待機。
3月16日5時，三八五旅七六九團已開始攻擊黎城，東陽關也已打響。8時30分，潞城開出兩輛坐滿日軍的汽車馳援黎城，陳賡命令伏擊部隊放其過去不可驚擾。
兩輛汽車開過去後，潞城甚囂塵上：「大隊鬼子步兵騎兵浩浩蕩蕩向黎城前進，並派出騎兵數名向我1187高地搜索（電視劇里演的鬼子行軍連尖兵都不派，顯然是不可能的），幸未被其發覺。9時30分敵復前進，我即開始出擊。我兩面夾擊，經過4小時的戰鬥，敵千餘人及其輜重全部被我消滅，計擊斃敵人800餘人，俘虜10餘名，繳槍約200餘支，擊斃騾馬300餘匹，俘獲300餘匹，軍服藥材彈藥甚多。
周希漢回憶：許多地方在激戰，七七二團八連連長鄧世松胸部負重傷，在臨犧牲前的一剎那，仍揮著手榴彈指揮戰士們向敵人衝擊；一營一個戰士負傷四處，用毛巾扎住傷口後，又一口氣刺死了三個敵人，當他停止呼吸時，手裡的刺刀還深深地插在鬼子的肚子裡；司號員杜旺保抱著塊大石頭衝上公路，把一個鬼子砸得腦漿迸裂；炊事員老蔡也用扁擔劈死了一個敵人，奪來了一支三八槍……
看到這裡，可能有讀者發現了問題：殲敵數字對不上號！
我們細看其他參戰將士的回憶，就明白了誤差出現的原因：神頭嶺之戰不是只發生在神頭嶺，有些戰績，沒有被陳賡記在日記中：潞城日軍一部乘2輛汽車馳援神頭之敵，被772團7連殲滅於神頭村西南處。一個小時後，又有一百多鬼子乘七輛汽車前來援救，結果又被擊毀汽車三輛，剩下的四輛汽車拉著一部分死鬼子和槍械逃回去了。
因為鬼子逃兵拉走了一部分屍體和槍械，所以陳賡在日記中只實事求是記載了他看到的戰果，也就是八百多鬼子和二百多支槍，於是他在日記中對大獲全勝的自己和部下提出了四點批評：「（1）3營自動離開伏擊地，並不機動讓敵汽車來往；（2）未區分界線，以致紊亂；（3）機關槍在步兵轉移時不轉移火力，又不改換標尺，行超越射擊；（4）個別部隊欠機動（如771團）。」
勝不驕，敗不餒。這就是名將陳賡的英雄本色，雖然他很欣慰地看到「當時神頭附近日寇死屍滿溝滿野滿屋，勝利品遍地皆是，紙張書畫隨風臨空飛舞，似為天女在散著花，慶祝我們的勝利一般。」但還是在第一時間總結經驗教訓，以便在日後的作戰中取得更輝煌的戰績。
因為火力不足，設伏圍殲鬼子的時候，總會有一些漏網之魚逃掉，他們坐著汽車亡命奔逃，僅靠兩條腿還真攆不上，所以在打掃戰場時，往往會發現繳槍數量較少——四個鬼子的屍體旁，才有一支步槍——其他的都被鬼子逃兵拉走或在戰鬥中炸毀不能用了。