1937年抗戰全面爆發后，隨著八路軍挺進華北抗戰前線，地處河北省靈壽縣西北部山區腹地的陳莊，迅速成為八路軍晉察冀邊區政治、經濟、文化中心和軍事要地。侵華日軍視陳莊為心腹大患，欲除之而后快。

1939年9月，晉察冀邊區各地大雨連綿，引發山洪暴發、河水泛濫。日軍趁我邊區南線軍民積極投身災后重建之際，調集1500多人奔襲陳莊，企圖一舉消滅八路軍后方機關。八路軍一二跂師師長賀龍、政治委員關向應和晉察冀軍區司令員聶榮臻獲悉日軍行動后，決心以少數兵力節節抗擊、誘敵探入，而后集中優勢兵力將進犯日軍一舉殲滅。

9月25日，日偽軍從靈壽出發占領慈峪鎮。26日拂曉，敵人在南北伍河及東西白頭山地區遭八路軍迎頭痛擊后，于當日午后退回慈峪，并假意向靈壽撤退。27日拂曉前，日偽軍除留部分兵力據守慈峪外，主力1100余人輕裝急進，秘密偷襲并占領陳莊。

日軍占領陳莊后，卻發現莊內空無一人。當晚，宿營陳莊的敵人遭到八路軍正規軍和民兵的徹夜襲擾。9月28日晨，疲憊不堪的敵人焚燒陳莊房屋后東撤。10時許，日偽軍全部進至馮溝地區。我預先埋伏的部隊突然發起攻擊，日偽軍企圖奪路東逃。八路軍利用有利地形，殺傷了大批敵人。前線總指揮張宗遜多年后這樣記述這場激戰：“從中午一直打到下午4點，先后向敵人進行了4次沖擊、3次肉搏，陣地堅如磐石，始終緊緊地掌握在我們手里。敵人被壓在河溝里，成群地擠在一起，火力發揚不了，又無處藏身。據守在北山上的我軍部隊，則越戰越勇，以猛烈的火力射擊。敵人一批接著一批倒在淤泥里。”

八路軍伏擊部隊在消滅大批敵人后從容后撤。日軍見狀，加快步伐沿河谷落荒而走，結果落入八路軍下一個伏擊圈。在磁河下游埋伏了4天3夜的八路軍主力，以泰山壓頂之勢發起猛烈攻擊。入夜后，八路軍再接再厲，連續發起攻擊。就這樣，戰斗持續了兩天一夜。戰至29日黃昏，殘存的日軍二三百人被八路軍壓縮在方圓不足500平方米的魯柏山主峰。下午6時，總攻號響起，八路軍指戰員像潮水般涌向山頂，經過激烈的白刃戰，消滅了魯柏山主峰上的敵人。十幾個敵人鉆進一條山溝，企圖逃走，也被游擊隊和村民捕獲。

與此同時，八路軍打援部隊也連續打退了援敵的多次進攻。30日8時許，援敵改變進攻主方向，向沙灣方向迂回前進，卻發現前方到處都有八路軍的頑強阻擊。下午，進犯陳莊的敵人被全殲的消息傳來，援敵不敢再戰，倉皇退回靈壽。至此，陳莊殲滅戰勝利結束。

陳莊戰斗，歷經6天5夜，斃傷俘日偽軍1200余人，被時人譽為“抗日戰爭相持階段中敵后的模范殲滅戰”。陳莊勝利的喜訊傳遍全國，中共中央軍委、八路軍總部致電賀龍等表示祝賀，嘉獎參戰部隊。