下岭村附近的大寨山一线设伏，歼灭由水泉镇撤回来增援的日军。

张腾蛟对设伏作了三面部署，部队于5月29日拂晓前进入了阵地。

凌晨4时，二大队一中队在十多门迫击炮以及七八门没良心炮的配合下突进了山亭县城并展开激战，歼敌百余人后，于拂晓的主动撤至城外，向西北转移，大队主力则击退由西北方向阻击从微山和滕县来援的日军。

山亭遭袭击，守备联队长筱冢国五郎又惊又怒，当即命令水泉镇方向的第二大队立即回援县城。

接到联队部的命令后，第二大队的大队长佐藤少佐不敢怠慢，当即带着步、骑兵约1500人回援山亭。

上午8时30分，先头之汽车两辆、骑兵50多人到达下岭村，由于正面公路被游击总队的小分队给挖断了，连附近小河上的一座木桥也被炸毁，所以日军不得不绕路前进。

日军一旦绕路就得从大寨山一线经过，而张腾蛟所部就在大寨山等着他们。

上午十一点钟，佐藤大队的主力进入到大寨山地区，在进行侦察时，因张腾蛟所部设伏的部队隐蔽较好未被发现。

11时22分，当这批敌人进入伏击圈时，大寨山以北的一大队一中队首先从正面出击顶住了敌人，接着在公路西侧的二中队以及在公路东侧的三中队进行夹击，将日军截成数段，随之展开近战、白刃格斗。

由于敌遭到突然袭击，队形顿即混乱，加之由于地形限制部队难以展开，因而遭到很大的杀伤。

战斗至下午2时30分，除百余日军侥幸逃回外，其余全部被歼。

而由微山来增援的日军被阻于东梁山，而从滕县来的日军更是直接在武庄被全歼，战斗一直持续到下午四点多才结束。

此次作战，山东游击总队不仅破坏了日军在山亭为中心方圆数十公里的统治基础，还消灭了一千五六百名日伪军，