駐守濰縣之獨立混成第三旅團為誘餌，吸引日軍增援，尋殲在泰安、濟南之間的日軍老牌常設師團第八師團。此戰於25日夜打響，我八路軍各部積極向同蒲鐵路、正太鐵路、平漢鐵路、津浦鐵路沿線出擊，吸引華北日軍注意力，掩護我教導師戰役行動。26日夜，我師向濰城日軍發起突襲，當夜突破日軍城防，戰至天明。將日軍殘部壓縮至獨立混成第三旅團司令部附近核心陣地。27日，日軍獨立混成第三旅團駐濰縣周圍各縣共四個大隊先後快速回援濰縣縣城，戰至當夜，被我師逐一消滅在濰縣外圍。27日，日軍第八師團由濟南透過鐵路、公路增援濰縣，當日晚抵達昌樂。我師派部隊在昌樂車站炸燬鐵路，全殲日軍先頭部隊一個大隊1100人。當夜，我師對昌樂日軍實施夜襲，又殲敵近千人。28日上午，日軍兵分三路向濰縣攻擊前進，我軍節節抗擊。在阻擊中消耗敵人。至28日下午3點30分，日軍主力渡過溎河，向濰縣縣城攻擊。我師以有力部隊在濰縣縣城東面之大圩河一線佈置防線，阻擊敵人。下午4點50分，濰縣阻擊戰打響。日軍在先頭部隊進攻被擊退後，組織六個中隊，在四架飛機掩護下實施多路試探性進攻，被我軍擊退。後日軍動用八架飛機、兩個戰車中隊的坦克、裝甲車和一個野炮兵聯隊的大炮，出動第四、第十六兩個野戰旅團的全部兵力，對我大圩河防線實施全線拼死突擊