1937年7月七七事变后，平、津相继沦陷。1937年8月下旬，日军东条察哈尔兵团占领南口——张家口这一地区，打开了入晋门户。9

月中旬，日军东条察哈尔兵团自突破平绥线上的南口、张家口防线后又于9月13日分别进占大同及蔚县。随后，连陷与广灵县毗邻的天镇、阳高等县。同时，日军板垣第五师团取道怀来——宣化分两路攻击：一路由怀安、阳原进击；一路经蔚县向前推进由日军酒井旅团向广灵进攻。日军先派飞机在广灵上空盘旋侦察，并投放炸弹数枚轰炸城关平民百姓死伤多人，炸毁房屋八十多间，洗马庄、西河乡等村也遭日机轰炸，霎时广灵进入战争状态。1937年9月13日，日军一部从阳原县南下进攻广灵途中，在广灵城西30里北山隘口的——火烧岭的中国爱国守军（晋绥军）奋勇还击，阻击日军五、六天。后日军不得不取道大肚山偷袭火烧岭后侵入南村，从将官庄村经邵家庄村直扑灵丘。14日拂晓，日军坂垣师团从蔚县进攻广灵。国民党方面，晋绥军七十三师刘奉滨部在广灵布防，到处挖战壕、修工事、摆出了迎战姿态，但当日军锋芒一至，未经大战即撤退至灵丘县。同时，9月14日，国民党政府广灵县县长牛兴田及政府官员弃城逃走，日军占领广灵县城。

为了抗击日军的入侵，1937年9月，八路军东渡黄河开赴山西抗战。9月25日，八路军一一五师取得了平型关大捷。忻口会战开始后，为了密切配合友军袭击日军， 10月1日，一一五师一部在广灵城南一带伏击敌人，歼敌八十余人，击毁汽车一百多辆。10月6日，扬成武独立团乘胜收复广灵，旋即又被日占。10月10日，扬成武独立团接到一一五师转来的朱（德）、彭（德怀）电令：“向敌后挺进，以北岳恒山为中心，放手发动群众，开创根据地。”扬成武独立团即派出小部队四处侦察，后一一五师独立团决定在广灵县冯家沟袭击日军。

之所以在冯家沟伏击是因为：冯家沟是广灵、灵丘之间，灵广公路上的一个村子，村中间利用沟道干河床修了一条公路（见后两页相片2），路宽按原来老路基十到八米，公路两旁是悬崖峭壁，高山巨石。公路边上南边有个小山包形成一个垭口，恰好居高临下利于卡住公路，这样的地形利于伏击。并且距日军占领广灵城二十里，对灵丘城的日军来说更远——六十里，不利于日军救援。且这里是日寇向前线运送作战物资的必经之路。在摸清了日军运输部队的行动规律后决定：“准备进击敌人的第一营一连和二连，埋伏在冯家沟西南的山地里，三连埋伏在村东右侧山地等日军进入伏击圈后切断其去路防止日军夺路而逃。同时分兵一个排埋伏在公路一旁的草丛中和谷草堆后。另外，杨成武团长又派出侦察哨在山头上了望警戒。”

10月11日，八路军一一五师扬成武独立团冒雨从涞源县一天一夜急行军200多里，第二天天亮前在距冯家沟一、二里的南阁崖村集合待命。12日早五点，八路军扬成武独立团就到达了拟定的冯家沟伏击阵地。当时一连二连在公路两边的山上埋伏，三连埋伏在“口袋”底村东右侧山地垭口处，四连占领路旁的山坡。上午太阳升的老高时，接到侦察员、观察员的信号后远远望见日军先头是20多辆摩托车，紧跟两个便衣侦探（汉奸），后为20余骑骑兵，其后是坂垣师团第二运输大队，有120多辆满载作战物资的大马车，每辆由三、四头骡马拉着，最后是30余骑后卫（有的资料为20多骑）。前边20辆日军的摩托车快接近伏击圈时，突然转头进入冯家沟村，紧跟的两个便衣也骑车入村，接着20余骑日军骑兵挑着日本旗刚到垭口也便折进冯家沟村，仅留一骑用望远镜向路两侧山坡侦察，不一会开道日军又从村里转出来走上公路，紧跟后面的是坂垣师团第二运输大队有120辆胶轮大车，其后是30多骑押车后卫。这些日军一齐向八路军伏击圈靠近，等日军完全陷入一一五师扬成武独立团伏击圈子时，埋伏在口袋底的三连首先开火，三挺机枪及手榴弹等一齐射向日军，封住敌人的前路，防止其夺路逃窜。另外，三连一部协同二连、一连迅速切断敌人的退路，敌兵仍企图利用车辆作防御工事顽抗，独立团战士迅速冲下公路与日军展开肉搏战，30多分钟即结束战斗。

八路军扬成武独立团缴获大车120辆，骡马300余匹（有的资料为“800匹”这不太可能；因为120辆大车每辆按四头骡马计算480头连骑兵的马总数最多不过600头）步枪70余箱、子弹40余箱，罐头、饼干等食品2200余箱，以及一批皮背包，黄色军毯，黄色军大衣，军衣等军用品甚多，击毙伤日军100多人（有资料50多人），俘虏运输队员70余名（有的资料为90人）伪军30余名投降，只有个别骑兵漏网。

这次伏击战的胜利有其重要的意义。其一，扬成武独立团在冯家沟等地一系列胜利，使日军进攻忻口的补给线受到严重威胁，有利地支援了友军抗战。其二，这次冯家沟伏击战，八路军是以小的代价，换取了一场大的全胜的战斗，日军只逃跑了十多个骑兵，这十多个骑兵恰恰变成了传达八路军威力的“信使”为连续收复七座县城（冯家沟伏击后乘胜收复涞源、广灵、灵丘、蔚县、阳原、浑源、易县七座县城）制造了声威。其三：在这场伏击战中缴获的大量军用物资也为出师抗日前线军需物资十分困难的八路军提供了补充，更鼓舞了部队英勇作战，更重要的是为创建敌后抗日根据地打开了新局面。11月17日一一五师部发来贺电充分肯定极力称赞这次战役：“你团袭占涞源后，前日又将广灵、灵丘间交通完全截断，缴获敌人大批军需品及骡马。昨日又将广灵占领，此种行动给日寇之打击与困难甚大，于我军与友军极大的兴奋与极好之模范，望继续发扬积极行动之精神，与灵活、机动，为争取无尚光荣的新胜利……”