关家垴位于太行抗日根据地的腹心地带,地处当时八路军总部所在地武乡县砖壁村的正北30华里。关家垴是群岭环抱着的一个高高的山岗,四周山岭起伏,沟壑纵横。北面是断崖陡壁,下面是一条深沟,山头上是一片几百平方米的平地;南面高低不平,一个山坡连着一个山坡,与柳树垴高地相连,半山腰里有一个小村,散住着50多户人家,村民早已转移,只剩下沿着山壁那几十孔黑黝黝的窑洞。关家垴的东北另有一个山头,名叫韩登坪,彭总的战地指挥所就设在韩登坪中央的一块坟地里。
1940年10月29日晚8时,彭副总司令和129师刘伯承师长、邓小平政委发出命令:385旅陈锡联部和新10旅范子侠部为右翼纵队,部署在关家垴西北,归刘邓直接指挥;386旅与决死队26、28团为左翼纵队,部署在关家垴的东南侧,归陈赓旅长指挥;总部特务团的山炮连部署在关家垴的东北,由彭总亲自指挥。四面劲旅,给在关家垴上的敌人布下了一个插翅难飞的天罗地网。
冈崎大队是日寇的一支精锐,发现被围之后,迅速在关家垴上构筑了工事,拆下半山腰村子里的门窗做成掩蔽部,利用山上的坟包构筑了机枪阵地,同时还派出100多人的兵力,抢占了关家垴西南的柳树垴,形成互为依托之势,企图在此拼死固守,以待援兵。
30日早上4时,指挥所发出攻击信号,顿时,号角齐鸣,杀声四起,八路军对敌人展开了围歼。769团从西北,总部特务团从东北,772团从东南,决死一纵队由南向北分别推进,新1旅从柳沟一带由西向东封锁了敌人西逃道路。各路部队同时向盘据关家垴之敌发起总攻。彭副总司令在韩登坪坟地指挥炮连准确地摧毁了敌前沿阵地,突击部队迅速冲到敌人阵地前投掷手榴弹,冲锋肉搏5小时之久,夺取了敌人第一线阵地的几处高地。在发起总攻之前,敌一个中队突然向25团二营峰垴阵地发起猛攻,该阵地被敌人占领。拂晓后,决死一纵队16团、38团、25团各一个营,同时向峰垴之敌发起一次次冲锋,顽强地争夺这个通向关家垴的必经要道。
5日拂晓,三、四架飞机飞到关家垴的上空盘旋着,不时扔下一串串炸弹,有的投到了敌人自己的阵地上。敌机还投下一些军用食品,但由于敌人阵地被八路军压缩得很小,那些空投物资很少投到他们的阵地上。
下午4时,彭德怀副总司令发出总攻击的号令。冲锋号从四面响起,部队分路向敌人冲击,迫击炮朝敌人的阵地射击,手榴弹不断在敌人的工事里爆炸,战士们跃出战壕,端着剌刀向敌阵冲去,与疯狂的日军进行白刃肉搏,阵地上只见白刀子进去,红刀子出来,到处是血肉横飞,日军尸横遍野,骄横跋扈的冈崎谦受和今富光藏两个大队长也被火葬于关家垴上。血战至深夜,八路军终将周围工事全部占领。数十名残兵,退缩到最后的几个窑洞里,他们把日军的好几百尸体收集到一起,架起火来焚烧成尸灰,直到八路军走后,烧尸的火焰还又持续了好几天,腥臭的气味弥漫了好久好久。号称精锐之师的冈崎大队就此被歼灭殆尽。
第三天,辽县、黎城、武乡段村等地败退之敌,以4000余众,分五路出动救援,为避免决战,八路军主动撤离。残敌在援军接应下,扔下了正在燃烧的尸体,仓惶逃走。
关家垴之战,共歼灭冈崎大队700余人,毙敌中大尉队长3人,中少尉军官各4人,缴获轻重机枪20余挺,步枪500余支及大量军用物资。八路军新一旅旅长范子侠将军光荣负伤,许多战士为保卫根据地流尽了最后一滴血。
日军在救走关家垴残部后,经武乡蟠龙一带复向西北前进,与由和顺经寒王、铺上南进之敌,再次“扫荡”榆辽公路以南的讲堂、宋家庄地区;同时襄垣之敌北犯西营;黎城西井方面的日伪军亦分途西进,再次合击八路军总部砖壁。11月3日,八路军386旅在蟠龙以东的大陌村南北一线,冒雨抗击进犯之敌。敌人向砖壁的数次冲锋,均被386旅的炮火压向西去。正在危急之时,129师385旅陈锡联部赶到,进攻砖壁之敌在八路军的两面夹击之下,伤亡惨重,退下山谷,向辽县、黎城方向逃窜。八路军总部安全转移到辽县的麻田。