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八路军大青山支队到达内蒙古大青山地区后，1938年9月下旬，李井泉率领大青山支队第三营和第二营五连、四支队二连及动委会部分工作人员向西挺进。部队从井儿沟出发，一路上翻越崇山峻岭，穿过深沟密林，直达武川、萨拉齐、固阳三县交界处的后脑包、官地一带。这里的地理位置较好，向南沿六道坝沟、美岱沟直入土默川平原；向西经过不太险峻的山地直抵包头、固阳；向北可经官庄子插入大青山北麓，奔袭达尔汗草原；向东南可进入大青山主峰九峰山周围的群山地带。总之进可攻，退可守，八路军将这里作为大青山支队司令部、中共大青山特委驻地，以及绥西游击战的中心地带。
日军获得八路军西进的情报后，立即从包头、固阳、武川调动30多辆汽车，满载日军和武器弹药，气势汹汹地前来围剿，妄图趁八路军大青山支队立足未稳之机，一举消灭或赶出绥西。日军侦察到八路军指挥机关在后窑子村一带活动后，立即向后窑子村方向狼奔豕突而来。
后窑子村位于固阳县下湿壕镇东南，北、东、南三面靠山，村西一条小河流入美岱沟，是连通武川、固阳、萨拉齐三县的咽喉要道，战略位置十分重要。
日军的汽车队接近后窑子村北面时，已近中午。八路军哨兵发现日军后，立即鸣枪报警。李井泉司令员、王尚荣团长指挥部队沉着应战。第二营第五连担任掩护机关人员和群众转移的任务。此时，大多数村民正在吃午饭，情况万分紧急。第二营指战员挨家挨户上门引导和帮助村民向九峰山疏散转移。
第三营担负作战任务。面对数倍于己的日军，第三营全体指战员迅速出村，镇定应战。指挥员巧妙布阵，机枪班迅速占领村北小山制高点，居高临下，与敌人展开激烈战斗。村西河神庙处有三米多高的一块巨石，八路军战士隐蔽在巨石后面，架起机枪坚守阵地，给敌人以迎头痛击。全体战士集中火力全力阻击敌人向村内进攻。日军依仗汽车及武器弹药和人数的优势，组织数次强攻，均被八路军战士英勇顽强的反击打得调头逃窜。狡猾的日军看到正面进攻不可能得逞，便派出小股部队窜到北山后小份子村，妄图从八路军背后用机枪、手榴弹猛打猛攻。八路军则利用有利的地势给予迎头痛击，日军没有占到便宜，灰溜溜地退缩回汽车边。在星宿沟，十几个日军刚露头，就被八路军用手榴弹歼灭。激战从中午一直延续到下午，第三营击退日军数次进攻，待驻防在官地、河西窑两村的八路军机关全部撤退，群众全部疏散到山中安全地带后，第三营才突出重围。
此战，八路军重创日军，毙敌200余人，声威远播，极大地鼓舞了士气，振奋了人心，为八路军开创绥西游击区奠定了坚实的基础。
