晋西北区位同蒲路西，黄河东，平绥路南，汾（阳）离（石）公路北，是阻敌西进、保卫陕甘宁边区的重屏障，是联系华北各抗日根据的枢纽。刨建晋西北抗日根据，坚持华北敌抗战有着重的战略意义。
1937年9月中旬，中共中央毛泽东指示120师赴管涔山脉中的晋西北，展同、太原翼侧，并向绥远展。120师9月旬进入宁武、神池区，一面主力侧击沿同蒲路南进日军，配合友军战；一面教导团师政治机关等共700余人组工团，在师政训处主任关向应（11月2日任政治委员）率领，分赴朔县、偏关、临县、岚县等14县。同，358旅716团团长宋轮率该团2营组雁北支队，挺进平鲁、左云、右玉等县，展游击战争进行群众工。太原失陷，方工团又随师主力进至汾阳、离石区晋中平原，进在晋西北全境展工，至1938年初，晋西北抗日根据初步形，主力部队方装有了较展。120师由征的2旅3团共8200余人，扩2旅6团共2.5万余人，雁北支队由1营扩5营。同，将神池、五寨区的游击队编独立1支队。
1938年2月，正侵入山西的日军向晋西、晋南区进攻，遵照八路军总部的命令，120师主力在同蒲路北段积极展通破袭战，切断太原至忻县间的铁路与公路通，有力钳制了日军晋西、晋南的进攻，使日军方受严重威胁。
日军摧毁晋西北抗日根据，消灭或驱逐八路军120师，解除其顾忧，并配合其晋南的进攻。2月旬，乘120师主力同蒲路北段战际，调集驻蒙军26师团、华北方面军109师团及伪蒙军各一部，共1万余人，由平绥、同蒲路太（原）汾（阳）公路沿线各据点动，分5路晋西北抗日根据动“围攻”，21日至28日，日军26师团1联队由朔县动，攻占宁武、神池、保德五寨，一部西渡黄河进攻府谷；另一联队由井坪镇动，攻占偏关、河曲；伪蒙军李守信部3000余人由绥远南、占领清水河，进至偏关，与日军合。与此同，在太（原）汾（阳）公路集中日军109师团，一部2000余人由汾阳进占离石，26日进至黄河东岸的军渡质口，隔河炮击八路军留守兵团河防阵；另一部由文水、城动，占领岔口、古、河口区，并向娄烦进攻。在晋西北偏关、兴县、临县、静东宁武等区、虽有晋绥军4军（骑兵1、2军及34、35军），但除35军进犯方山、临县、娄烦日军稍抵抗，其余均先撤退。
粉碎日军的“围攻”，120师师长贺尤、副师长萧克、政治委员关向应令留在根据内的部队游击队积极展游击战，袭扰、疲惫日军，遂率主力28日由同蒲路北段星夜回师根据，并359旅主力进至岢岚区，阻击由五寨南犯敌；358旅主力进至离石、碛口北区，侧击企图渡河西犯敌。3月2日，军渡、碛口日军突东返离石，并北犯方山、临县。接着，进攻府谷日军退至河东保德，五寨日军则继续南，占领岢岚。至此，日军围攻晋西北抗日根据的企图已明。针述情况，毛泽东3月6日电示八路军总部及120师：应与国民党军傅义部协同战，集中主力打击敌军一路，“破坏敌包围计划，巩固晋西北根据，策应其他区域战”。20师首长决集中4团的兵力，首先打击深入五寨、岢岚孤立突日军，尔，再向神池、宁武方向展。
3月7日，120师首长令359旅（欠719团）游击队，采取围困战，将日军26师团11联队1000余人围困岢岚城内，并断绝其通补给水源，迫其弃城突围，尔，运动中歼灭；令358旅向岢岚东北机动，准备截歼弃城突围敌；令警备6团、雁北支队，独立1支队、师骑兵营、359旅719团、决死4纵队及方游击队，分别在保德至神池间朔县北及宁武外围，袭扰牵制日军，配合主力战。侵入奇岗日军在359旅及方游击队围困连续袭击，补给特别是水源断绝，且待援无望，遂3月10日15弃城向北突围。359旅跟踪追击，三井镇歼灭日军300余人。其余日军逃人五寨县城。
岢岚日军逃至五寨，该日军达1000余人。五寨城墙坚固，并有义井镇、三岔堡等日军策应。据此，120师首长遂718团及方游击队围困五寨；358旅主力进至义井镇与神池间区；359旅主力进至五寨、三岔堡间，待机歼敌运动中。17日，358旅进至义井镇南的虎北村、山口村区，与由神池南增援五寨日军1000余人遭遇。该旅迅速抢占有利形，先敌展，居高临，向日军次冲击，经6激战，歼灭日军300余人，并乘胜追击日军至义井镇附近。18日，三岔堡日军动200余人增援五寨，又被359旅717团击退。至此，五寨日军完全陷入孤立。与此同，警备6团、雁北支队、719团及各方游击队，日军方通线不断进行破袭，使侵入晋西北抗日根据内日军补给困难，处境日益不利。在此情况，3月20日，偏关、河曲、保德、五寨日军，先弃城东撤。120师收复述4城并乘胜截歼撤退日军。21日，保德、三岔堡日军向神他撤退，359旅主力田洼截歼其一部，其余日军退至义井镇，22日夜，集结义井镇日军共3队继续向神池撤退。358旅主力凤凰山附近伏击歼灭日军300余人。日军连夜撤向神池，120师遂跟踪追至神池，并一部越神池，进至水口及阳方口西区，断敌迟路。神池日军在其退路受威胁的情况，23日弃城撤往朔县。120师收复神池。
120师收复神池，侵入晋西北根据日军，除宁武县城南有1500余人外，其余均被击退。120师首长决乘胜歼灭宁武敌。遂716团及718团2营围困宁武县城，358、359旅主力集结宁武至阳方口间的石湖河区，伺机歼灭撤退或增援敌。31日，朔县日军动步骑兵共600余人，在飞机掩护，经阳方口南，企图接应宁武日军突围。10许，日军进至石湖河与麻峪附近，359旅突攻击，日军仓皇据守石湖河有利形顽抗，宁武日军500余人，乘机城反扑，威胁359旅侧背。此，358旅715团主动向城反扑日军击，并与359旅形日军的夹击势。激战至黄昏，宁武城反扑日军退回城内，石湖河日军退回阳方口。359旅715团共歼灭日军300余人。宁武日军见待援无望，遂4月1日晚乘夜暗分路沿铁路线北撤。120师立即追击，又石咀子、石湖河附近歼灭日军尾一部。日军经阳方口撤往朔县。120师收复宁武县城。至此，反“围攻”战胜利结束。120师共歼灭日军1500余人，缴枪200余支，汽车14辆，骡马100余匹，收复宁武、神池、五寨、岢岚、保德、河曲、偏关7座县城。
此次反“围攻”战，120师集中主兵力击破敌一路，次兵力钳制敌其他各路，选择深入腹，孤立突的一路主攻击目标，采取围困战，迫敌突围，运动中歼灭。一胜利，挫败了日军摧毁晋西北抗日根据的企图，巩固了晋西北抗日根据，保卫陕甘宁边区具有重意义。