经关村、蓬门战斗，3月初，红一军团十五军团继续东进至兑九峪一线。总部随十五军团达了孝义城西南的麦郊，并通了同蒲路。
阎锡山无力阻红军吕梁山西，顿慌了手脚，惟恐被歼。立即急电蒋介石求派兵增援。同，仓促加强了太原的防务，调驻守介休、孝义敌向兑九峪一线兼程前进。
兑九峪位吕梁山南端，处敌三十四军军长杨爱源总指挥部所在孝义城。西面、北面是一条由西北向东南入汾河的溪，西南是红军总部所在麦郊。兑九峪山高约1000米，被雨水冲刷无数沟壑。估计敌主力约4、5团防守兑九峪一线。我师的任务是抗击孝义城增援敌。红军主力预先已占领了有利形，准备从西、北、南三面夹击。
兑九峪战斗3月10日拂晓打响，才现敌人并不是所估计的有4、5团的兵力，是有3步兵师。主力是杨效钦的六十六师，一炮兵旅，共14团的兵力。因此战斗空前激烈。一阵炮火见战场飞砂滚滚，尘烟弥漫，4、5米内一片昏暗。敌我双方纠结不清，敌军通讯员甚至将战命令误送至我军手中。八十一师司令部就收数次，使我及掌握敌情并报告总部。
毛泽东的总部设在麦郊北面的一座山，山面就是兑九峪，距我师指挥所很近。在战斗紧急关头，我师仍派王思温、薛毓瑞的二四一团（该团三连的团）前加强总部的防卫力量，保卫毛泽东的安全。
该团正前进中，突现一股敌人准备偷袭总部。叶剑英亦组织了总部的警卫人员在山坡正面抗击敌人，二四一团不失机的攻击，配合正面击溃了敌人。接着我师又派李仲英的二四三团（两营），加强总部的保卫力量。从此两支部队就不属我师建制，归总部指挥。
午3左右，总部命令我师夺兑九峪北面一制高点，掩护我主力撤战斗。贺晋年立即命令田文尧、谭冠三指挥的二四二团（该团三连）夺取制高点。其形复杂，易守难攻，敌人工坚固，火力很强，尤其是阎匪各部其太原兵工厂专门付红军制造的“手雷”，我威胁较。虽经反复冲击，进展不快，伤亡却很。但该制高点我军撤战斗，摆敌人，关系十分重，非拿不。
我重新组织力量，命令贺吉祥、方国安指挥二四二团再次攻击，贺晋年亲指挥重机枪连（四挺重机枪）掩护，终攻克高。
黄昏，我师遵照总部命令转移。在我军转移的晚，敌人亦退缩回汾阳、孝义、介休等。兑九峪战斗，毙敌、俘敌2精锐团，给阎锡山沉重打击。