1938年9月，八路军一二○师三五八旅奉命配合晋察冀军区进行反“25路围攻”作战。10月下旬，由忻县附近转移至五台以南的寨里村、中座村地区集结待命。11月3日，侦察骑兵带来消息，日军蚋野大队700多人从五台向高洪口地区进犯。

三五八旅旅长孙宗逊、政委廖汉生判断敌人孤军出动，没带多少给养，必然于当夜或第二天一早返回五台据点。而日军返回路上必经之路滑石片是夹在两面高山之间的一条十几里长的山沟，沟深路窄，很适合伏击。于是，孙宗逊决心在滑石片地段歼灭该敌。他命令七一六团担任主攻任务，伏击敌人；七一四团赶到滑石片西北，负责阻击五台来援的日军，截击从滑石片漏网西逃的敌人。

当时，敌人距离滑石片的路程是20里，而三五八旅距离该地有50里。在当地群众的带领下，三五八旅旅部和七一六团指战员立即出发，奔袭50里的山路，在敌人之前赶到了滑石片，埋伏在道路两侧。三五八旅首长决定：此次战斗不留预备队，七一六团3个营同时参加战斗，分工是：第三营拦头，第二营截腰，第一营堵尾。

晚上9时半左右，手电筒的光柱出现在路上。敌人的先遣队一个班先进入沟内，三五八旅指战员将他们故意放过。后面的敌人大队发现前方安全，于是开始鱼贯而入。等敌人完全进入伏击圈后，第一营首先从敌人背后打响战斗，接着，第二营、第三营也相继投入战斗。日军遭到突然袭击，立即应战，兵分数路，一面拼命抵抗来自侧翼和后方的进攻，一面用山炮向前方第三营的防线猛轰，然后命令骑兵部队冲锋，企图迅速打开道路突围。第三营顽强阻击，七一六团团长黄新廷亲临阵地指挥，连续打退了日军的五次冲击，二营、一营也发挥夜战、近战的特长，不仅将敌人的逃生之路全部封锁，还逐步将敌人分割成数段。残敌又掉转头来向一营把守的高洪口方向突围，也被击退。经过彻夜激战，拂晓时分战斗结束，八路军全歼被围敌人。

4日上午，五台之敌出动增援，在凤凰山南院村与漏网的敌人会合，正准备向滑石片移动，却突然遭七一四团的打击，死伤数十人后，向五台败走。

滑石片伏击战，三五八旅以劣势武器装备歼灭了敌人一〇九师团第一三五联队的蚋野大队长以下700余人，俘敌21名，缴获山炮2门，小炮4门，轻重机关枪30余挺，步马枪340余支，战马153匹，电台一部以及大批军需物资和敌人的几笼信鸽，沉重打击了侵略者的嚣张气焰。