לשם ביצוע ההתקפה ריכז קאוקג'י כוח בסדר גודל של חטיבה מוקטנת, ובאופן יוצא מן הכלל, פיקד אישית על הקרב. היה זה ריכוז הכוח הערבי הגדול ביותר עד לשלב זה של המלחמה. גרעין הכוח היה גדוד אורגני: גדוד 'קדסיה', וזה תוגבר בכוחות מגדוד 'חיטין', מגדוד הירמוכ הראשון, ובכוחות נוספים, ושבמצטבר היוו בערך גדוד נוסף. לאלה נוספו כמה מאות לוחמים מכפרי הסביבה. באשר לאלה האחרונים, נודעה חשיבות ליכולת של הכפר אבו שושה להמטיר אש על הקיבוץ מעורפו, בעוד 'צבא ההצלה' תוקף מדרום (ר' להלן), וכן ביכולתו, יחד עם אבו זריק, לחסום את הכביש הסמוך. שני כפרים אלה תוגברו בעת הקרב בפלוגה לבנונית של 'צבא ההצלה' (בפועל, אותם כפרים היו יותר מנותקים מאשר מנתקים). כוחות 'צבא ההצלה' הסתייע במספר תותחי שדה 75 מ"מ - נשק שעד כה לא נטל חלק בקרבות בארץ, בשבע מרגמות 81 מ"מ ובפלוגה של מספר שיריוניות, חלקן נושאות תותח, וחלקן חמושות במקלעים.
היהודים.
הכוח היהודי כלל את הלוחמים מקרב אנשי המשק, אשר תוגברו לאחר תחילת ההתקפה הערבית בכוח בגודל פלוגה מחטיבת גולני, חטיבה אשר אזור עמק יזרעאל היה בתחום אחריותה, ומפקדה היה משה מן. גדוד 14 ('דרור') של החטיבה, בפיקודו של יעקב דרור, היה אחראי על מערב העמק. לאלה נוספו במהלך הקרב, החל מן ה-8 באפריל, כוחות ניידים, בפיקודו של יצחק שדה. כוחות אלה נערכו לראשונה לפעילות רצופה בשדה, דבר ש'ההגנה' התנסתה בו לראשונה (ובמקביל, גם במבצע נחשון). חוסר הניסיון בפעילות רצופה בשדה היה בין הגורמים לתשישות הלוחמים לאחר ימי קרב, וזו מצידה הביאה לנטישה חוזרת ונשנית של משלטים וכפרים אשר 'ההגנה' כבשה, ואף הגנה עליהם בהצלחה (ר' להלן). המרכיב העיקרי בכוח הנייד היה הגדוד הראשון של הפלמ"ח (גדוד 'העמק'), עליו פיקד דן לנר, אשר רוכז לראשונה (אם כי בקרב זה הופעלו במרוכז רק פלוגות, ולא הגדוד כולו. ר' להלן). הסמג"ד, חיים אבינועם, פיקד על הגדוד בשלביו הראשונים של הקרב, בהיעדרו של לנר. הגדוד הראשון כלל שתי פלוגות רובאים, שתי מחלקות בכל פלוגה, ובנוסף, פלוגה מסייעת, ולה מספר מקלעים בינוניים וכיתת מרגמות 81 מ"מ. בהמשך הקרב הגדוד הקים עוד פלוגה מקובצת, ובה טירונים, אנשי חי"ש ולוחמים ממשקי הסביבה. כן כלל הכוח, תחת פיקוד הגדוד, פלוגה מחטיבת אלכסנדרוני, פלוגה מחטיבת כרמלי ושתי מחלקות של קורס מ"כים של 'גולני' (באותה העת קורסי המ"כים היו באחריות החטיבות).
מערכת משמר העמק.
חודשי המלחמה הראשונים.
החל מהחלטת החלוקה חלה החמרה במצב הביטחוני באזור. הדבר התבטא בירי על הקיבוץ ועל הדרכים ממנו ואליו, ובחבלות. ב-12 במרץ 1948 נפצע חבר הקיבוץ מירי מכיוון אל-ע'וביה א-תחתא. כיוון שהירי מאותו מקום נמשך גם בימים הבאים, ערכה 'ההגנה' בסוף מרץ פעולת תגמול ובה פוצצו כמה בתים בכפר, שנעזב. חברי המשק עסקו באימונים ובהתבצרות, אם כי זו לא נועדה להתגוננות בפני נשק כבד. בסוף מרץ 1948 חל 'משבר השיירות', אשר נחשב לנקודת השפל של היישוב במלחמת העצמאות.
ההתקפה על הקיבוץ.
לאחר שקאוקג'י נכשל בהתקפתו על טירת צבי הוא בחר במשמר העמק כיעד להתקפה גדולה. ל'הגנה' היו ידיעות מוקדמות, אך לא ממוקדות, על כוונותיו של קאוקג'י. ב-1 באפריל נפגש מפקד "צבא ההצלה" במחנהו שליד טולכרם עם יהושע פלמון, ג'וש, מבכירי המחלקה הערבית של ה"הגנה", שניסה לתהות על קנקנו של קאוקג'י. המפקד הערבי לא הסתיר את כוונות הנקם ואמר לפלמון: "אתם הבסתם אותנו בטירת צבי ואנחנו חייבים להציל את כבודנו... אנחנו נתקיף אתכם באחד היישובים שלכם בעמק". ואכן, בסמוך לאותו מועד 'צבא ההצלה' ריכז את כוחותיו מצפון למנסי, כאשר הכביש באגפו הימני.
בבוקר 4 באפריל 1948 הבחינו הרועים של הקיבוץ שיצאו עם העדרים למרעה בגבעות, בריכוזי צבא ערבי בעמק מנסי, כולל מספר תותחים. כן דווח על הצבת מרגמות על 'הר הגעש הקטן' (כיום גבעת אשמר, בערך 1.5 ק"מ מדרום לקיבוץ).באותה עת היו בקיבוץ כ-600 נפש, מחציתם ילדים. הוכרז מצב חירום, וכל העובדים הוחזרו מעבודתם בשדות. הילדים והזקנים הוכנסו למבני הבטון והלוחמים - לעמדות ההגנה.
בשעה 16.50 פתח "צבא ההצלה" בהפגזת תותחים כבדה על הקיבוץ (חלק מן הפגזים החטיאו ופגעו באבו שושה), אליה נלוותה אש מן המשוריינים, ואש מרגמות. אש זו גרמה לשני הרוגים, אם ובתה, מפגיעת פגז בבית התינוקות. כן גרמה האש למספר פצועים, שאחד מהם מת אחר כך מפצעיו. נזק רב נגרם לבניינים. החשמל נותק (ותוקן) ומשק החי נפגע קשה. לאחר ההפגזה החלו לוחמים ערבים לתקוף את הקיבוץ מדרום, בעצמה של פלוגה מוגברת, ופלוגה נוספת נועדה לניצול ההצלחה. אלה, מלווים בחיפוי אש של חמישה משוריינים, החלו להתקדם לעבר משמר העמק. המגינים ירו מספר פגזי מרגמה על ריכוזי הלוחמים הערבים, אשר, כתוצאה, עצרו את התקפתם, אם כי מספר לוחמים ערבים הצליחו לחתוך את גדר הקיבוץ.
עם רדת החשיכה נסוגו הערבים. הפוגת הלילה נוצלה להתארגנות מחודשת. בלילה הגיעו לקיבוץ דרך שדות עמק יזרעאל כ-120 לוחמים מגדוד 14 של חטיבת גולני, בפיקודו של מאיר עמית, שהצטרפו למגינים ותפסו עמדות סביב לקיבוץ.
למחרת, ב-5 באפריל 1948, הגיעה שיירת אמבולנסים לקיבוץ, ובסיוע בריטי, הן בהגעה, הן בחזרה, פינו את הפצועים. ב-6 באפריל, לעת ערב, פתח 'צבא ההצלה' בהפגזה נוספת, אשר גרמה להרוג אחד. כן נהרג חיל חי"ש, מאש צלפים, בסמוך לכפר ברוך. ב-7 באפריל הגיעה יחידה בריטית לקיבוץ והציעה הפסקת אש ל-24 שעות (בתחילה חשבו שזו יוזמה של הבריטים אבל לאחר כיבוש משטרת לג'ון נמצא מסמך ביומן המשטרה באנגלית: 6/4/1948- "הופיע לויטננט מצבא השחרור עם מכתב רשמי מאת המפקד קאוקג'י שבו הוא מבקש שנישא וניתן עם משמר העמק על הפסקת אש. העברנו את השליח אל מפקדת הצבא הבריטי בג'נין").
חברי הקיבוץ קבלו את ההצעה בעיקר כדי לפנות את הפצועים והילדים. הפצועים פונו באותו לילה דרך קווי הערבים כדי לקבל טיפול מהיר בבית חולים, ואילו הילדים, עם הצוות החינוכי, פונו למחרת ברכב צבאי בריטי. באותו זמן הגיעו לקיבוץ מכוניות עם חמרי ביצור ואספקה.
לאחר 24 שעות חזרו הבריטים והציעו להאריך את הפסקת האש. מטרת קאוקג'י הייתה להעביר חלק מכוחותיו לאזור הקרבות בדרך לירושלים. הפעם השיבו חברי הקיבוץ בשלילה.
התקפת הנגד.
בינתיים הכיר הפיקוד העליון של 'ההגנה' בחשיבות המערכה על משמר העמק. יצחק שדה נתמנה למפקד הכוחות באזור וקבע את מפקדתו בבית האבן בג'וערה.
יצחק שדה החל לרכז כוחות לקראת פתיחת התקפה על הכוחות הערביים הצרים על הקיבוץ. למקום הגיע הגדוד הראשון של הפלמ"ח (גדוד העמק) בפיקודו של דן לנר שהופעל לראשונה במסגרת גדודית. למקום הגיעו גם פלוגות מחטיבת כרמלי וחטיבת אלכסנדרוני. כן השתתפו בקרבות חיילים מקורס המ"כים שהתקיים בג'וערה. הסמג"ד, חיים אבינועם סירב להוראת המפקדה המרחבית לצרף את כוח הפלמ"ח לכוחות המגינים על הקיבוץ, וחלף זאת, הצטרף אל הכוח המתמרן שריכז שדה.
'צבא ההצלה' תקף את הקיבוץ בחזית צרה, תוך הזנחה יחסית של אבטחת אגפיו. לפיכך, תכנן שדה לכבוש את הגבעות שבשיפוליה המזרחיים של רמת מנשה, כאשר חשיבות מיוחדת ניתנה לח'רבת בית-ראס, וכך לאיים ממערב על אגפו של 'צבא ההצלה'. בעת התקפת הנגד, הופעלו כוחות הפלמ"ח בעיקר ככוח מתמרן, וכוחות החי"ש הופעלו בעיקר לצורך תפיסת והחזקת משלטים. מאמץ אחר נערך מצפון לקיבוץ, ומטרתו הייתה אבטחת עורפו של הקיבוץ, והדרך לג'וערה ולעין השופט.
מאפיין אחר של אותם קרבות, היה הימנעות הכוח שבפיקוד שדה מהתקפות מצח על 'צבא ההצלה', המרוכז בעמק מנסי, ואשר נהנה מיתרון בעוצמת אש. כמעט כל ההתקפות של הצד היהודי נערכו בלילה, לנוכח התנגדות קלה, והוכתרו בהצלחה. לעומת זאת, 'צבא ההצלה', לנוכח האיום על אגפו, נהג לתקוף לאור יום, דבר שהרבה את אבדותיו.
ליל 9-8 באפריל.
ב-8 באפריל 1948 פתח שדה בהתקפת נגד, כאשר ג'וערה משמשת כבסיס היציאה של הכוחות. פלוגה מ'כרמלי' תפסה את גבעה 286 (כיום: בערך ק"מ ממערב לחרבת בית-ראש) השולטת על הדרך לאלכפרין, ונשארה במקום ככוח עתודה. פלוגת פלמ"ח כבשה, לאחר התנגדות קלה, את ח'רבת בית-ראס. או אז קודמה פלוגת 'כרמלי' וכבשה ללא התנגדות את 'הר הגעש' (תל קוטא) ו'הר הגעש הקטן' הסמוך, והוחלפה על ידי כוח הפלמ"ח שכבש את ח'רבת בית-ראס, וזה בתורו הוחלף על ידי מחלקה מ'כרמלי'. פלוגת פלמ"ח אחרת כבשה את אל-ע'ובַּיָה א-פוֹקא לנוכח התנגדות קלה. כוח הפלמ"ח שכבש את הכפר הוחלף על ידי קורס המ"כים של 'גולני', ונערך למארב מדרום לחורשת משמר העמק. בזמן פינוי כוח הפלמ"ח התפוצץ רימון יד שנשמט בעת פריקת נשק שלל, ושניים נהרגו. מהלך הקרבות באותו הלילה הראה כי 'צבא ההצלה' לא היה ערוך כנגד התקפת הנגד המתוארת, במקום ובזמן בו נערכה. לנוכח ההצלחה באגף הדרומי, תפס כוח בגודל מחלקה, מ'כרמלי', את 'ההר הקירח' (כיום גבעת קיפוד, כ-1.5 ק"מ ממערב לקיבוץ).
9 באפריל.