31日拂晓，日军由东阳关出动二百余人，向在苏家峧预伏的七连发起进攻，并请示是否撤出阵地。lt;gt;
徐副师长判断，日军还未发觉八路军设伏的企图，因此命令以一个营进至庙上村以东高地，其他部队继续荫蔽；同时派出参谋侦察敌情，判明从东阳关出动的二百余人，并非日军，而是一群老百姓牵着几头驮驴在赶夜路。
31日8时许，日军第十四师团的山田辎重部队所属之两个汽车中队，驾驶着一百八十辆汽车，由黎城经东阳关开来，至9时，全部驶入一二九师预设的伏击地区。
团主力的步枪、机枪、迫击炮一齐开火，压制住了反抗的日军。
随后，八路军将士扑上汽车，与来不及下车的日军短兵相接，展开白刃格斗。向南山脚下逃窜的几小股日军，被八路军预伏部队用机枪、手榴弹，将其压回到大道上，全部消灭。
另有三十几名日军，乘隙钻进大道以南的山地，才得以侥幸逃脱。
经过两个小时的激战，日军随车掩护部队的一百七十余人，大部被击毙；一百八十辆汽车，被全部烧毁。至11时，战斗结束。
从黎城和东阳关出动的日军步骑兵四百余人，向马家拐猛烈进攻，企图解救在响堂铺被伏击的辎重部队。772团，将其击溃。
日军的这股援军见寡不敌众，只得暂时撤回东阳关村内。随后，黎城又出动了二百余日军，与退守东阳关的日军会和，连续向772团发动攻击，均被击退。
同时，驻扎在涉县的日军乘坐六辆汽车，出援响堂铺，当行至椿树岭以东时，被769团的打援部队击退，汽车被击毁一辆。
下午4时许，日军出动12架飞机，在响堂铺地区狂轰滥炸，但八路军参战部队已撤出战斗，安全转移了。
响堂铺战斗的胜利，为129师移驻涉县，开辟晋冀豫抗日根据地奠定了基础。
华胜利得到了响堂铺战斗的胜利后，决定必须在这种全国抗战最佳的时候，再向日军驻扎的吉林地区开进，以此早日地打下日本关东军的总部和伪满洲国的国都长春……