劉伯承十分關心破路的進展和毀壞程度，反覆告誡部隊：“對正太路破壞得越徹底，我們就越主動。”他還抓緊了督促檢查工作，派出專人沿鐵路線具體檢查破毀情形，隨時指出不足和提出改進意見。要求各破路縱隊負責人必須親自察看重要設施的破毀，不合格者重複進行，務求徹底。

經過10個晝夜的大規模破毀，正太路許多地段被夷為平地。幾個殘存據點裡的日軍龜縮不出，惶惶不可終日。這條被日軍視為命脈的“鋼鐵封鎖線”，終於徹底癱瘓了。

8月底，華北、山西的日軍才從全面被攻的態勢中恢復過來，他們急欲向八路軍報復。駐守白晉、同蒲南段的第三十六、三十七師團各一部開到太谷、榆次等地，陽泉第四混成旅團也陸續調回了平定、昔陽等地的駐軍，準備襲擊第一二九師破擊部隊的後方。31日，榆次、壽陽、陽泉以及和順、遼縣的日軍，分路向馬坊、安豐進行合擊。

劉伯承、鄧小平下令部隊停止破擊，轉入反“掃蕩”作戰。

破擊部隊和群眾紛紛撤離正太路向南退去，廣陽至沾尚以南的山溝裡一下子聚集了數萬人。

第一二九師前方指揮所和北方局、八路軍總部機關，也都設定在安豐以南的卷峪溝一帶山谷裡，西距道坪、東距石柺都不到40裡。如果日軍一旦突進來，後果將會很嚴重。劉伯承立即命令周希漢率左翼縱隊堅守高坪、道坪陣地，命令陳錫聯率中央縱隊的第三八五旅阻擊石柺方向的日軍。

日軍指揮官透過飛機偵察發現了卷峪溝一帶八路軍後方的動靜，命令榆次、壽陽兩路部隊加緊攻擊。周希漢率第十六團死守高坪，以第二十五團向北阻擊河底村之敵，令第三十八團佔領高坪附近的柳村坪、松凹一線高地，堅決不讓日軍突進。戰鬥進行得異常激烈。日軍500餘人在飛機、大炮的掩護下，拼命向高坪陣地正面進攻。第十六團英勇抵抗，不斷組織部隊進行反衝擊，牢牢守住了陣地。

第三八五旅迅速趕到翟家莊一線山地設防，擋住了石柺日軍的前進道路。日軍發動連續的衝擊。第三八五旅依託有利地形不斷殺傷日軍，日軍的攻勢漸漸減弱了。

9月1日，高坪、道坪一帶的日軍集結得越來越多，攻勢更加猛烈。周希漢指揮第十六團、三十八團交替掩護，節節抗擊，遲滯日軍的行動。

9月2日凌晨，日軍佔領了羊兒嶺制高點，形勢對第一二九師左翼縱隊很不利。這時，劉伯承派師部警衛營長從卷峪溝趕到羊兒嶺下，向周希漢傳達命令：“要死守陣地，沒有命令不準撤退。”

周希漢迅速部署防禦，令第十六團守衛羊兒嶺主陣地，第三十八團守衛附近的紅崖陣地作策應。

6時，日軍開始反撲，企圖奪回羊兒嶺。第十六、三十八團沉著應戰。

他們以三分之一的兵力在前沿抗擊，主力疏散隱蔽作預備隊。日軍逐次增加兵力，調集飛機、大炮輪番轟炸。指戰員們越戰越勇，始終堅守在陣地上。

當夜21時30分，劉伯承令周希漢撤退，告訴他機關和群眾已全部撤走。

周希漢率領部隊撤出戰鬥，一算時間，整整打了15個小時。

9月3日，日軍一個大隊進犯和順以西的張建忖，劉伯承令陳錫聯率第三八五旅伏擊。經兩日激戰，斃傷日軍200餘人。殘存的日軍逃回遼縣。

9月5日，日軍第三十六師團永野大隊600餘人由太谷向榆社以北的雙峰鎮進犯。劉伯承命令陳康率第七七二、二十五團，由北向南。周希漢率第十六、三十八團，由南向北，夾擊殲滅該敵。陳賡、周希漢分別率部與日軍激戰兩晝夜，至7日拂曉將敵大部殲滅，斃永野大隊氏以下400餘人。

透過這3次打擊和基幹軍隊結合民兵、自衛隊的廣泛襲擾，日軍被迫回撤，破擊部隊的反“掃蕩”勝利結束。至此，百團大戰第一階段的正太路破擊戰役也就勝利結束。9月20日，劉伯承在榆社以南的宋家莊師前方指揮所，給營以上幹部作了《百團大戰第一階段戰役總結》報告。他著重從交通鬥爭的角度分析了正太路破擊戰的作用，指出敵我在相持階段中的交通鬥爭是爭取戰略優勢的主要手段，並以百團大戰第一階段的勝利，來說明開展交通戰的必要性和可能性。

在談到戰役的重大意義時，他指出：一是提高了全國軍民的抗戰信心；二是振奮了敵佔區民眾，推動了瓦解敵偽軍的工作；三是團結了友軍，取得了威信；四是打擊了敵人的南進計劃；五是在國際上產生了積極的影響；六是鍛鍊了軍民，積累了作戰經驗。