17时左右，日军的各种火炮、机枪一个劲地往特务团前沿阵地打来，大群的敌人趁着火力掩护向南口山垭冲来。他们每人手上拿着几条绳索，见着尸体就猛甩绳圈来套，套住腿拖腿，套住头拖头。前沿陡崖阵地上的特务团的战士们看清了日军的意图后，冒着敌人炮火的袭击，将滚雷、手榴弹都扔下崖去，把前来拖尸体的敌人又炸倒了几十个。
剩下的人连头也不敢回，不管拖的是死的还是活的，拽起绳子就拼命往回跑。
深夜，左权给欧致富打来电话，表扬了前沿阵地的几个连队，说他们打得勇猛顽强，打出了八路军的威风，希望他们在战斗间隙不断总结经验，以利再战。接着，左权又通报了敌情：敌人从山外抓了100多个民夫，100多头骡子，估计一是抢运尸体，二是逼老百姓趟雷。左权要欧致富通知前沿连队，不要在山口外埋地雷了。
12日早晨，日军既不打炮，也不放枪，战地沉寂了。上午9时，特务团观察所报告说，日军指挥官在上赤峪、赵姑村一带向桃花寨反复观察，其部队正在那里构筑新工事，可能是选择新的攻击方向。特务团派出去的侦察员则回来报告说，日军封锁很严，没有得到具体情报，只知道昨天进攻失利的部队已撤了下去，换上了所谓擅长山地战的部队。他们还捡到了几张写着“皇军是钢，八路军是铁，钢比铁硬”等不伦不类的标语。过了一会儿，前沿连队报告，日军指挥官从几个角度观察南口左侧的跑马站、桃花寨。这些迹象表明，日军要选最险的地方作为突破口了。欧致富马上将情况报告了左权。左权指示：充分准备，待机行动，以变应变。
日军强攻黄崖洞，特务团随机应变，灵活应敌
1941年11月13日拂晓，日军集中十余门火炮，向着桃花寨、跑马辿1461高地和高地后边大断崖上第四连的工事开始猛烈炮击。炮火刚停，第四连前沿阵地马上响起枪声。欧致富急忙打电话询问是怎么回事。原来几十个日军在夜间偷偷地爬上了大断崖，第四连第一排阵地被突破，副排长陈启富正率领两个班的战士进行反击。
此时，总部指挥所里的左权正伏在地图前，密切地关注着战斗的进展情况。从战斗一打响，左权就昼夜守在地图边，指挥战斗。早在组织构筑工事时，左权就坚持亲自实地勘察，并逐个给工事编了序号，这会儿都派上用场了。敌人到了几号工事前，哪个地方来了多少敌人，他在指挥部的地图上标好，情况掌握得一清二楚。
左权得知日军正向桃花寨组织力量进攻，已攻上了断崖，便立刻命令：特务团在南口右侧留少数守备部队，每个重要工事留两个人，其余的人集中起来作预备队用；要以跑马辿为重点防区，注意以变应变；通知徐长勋厂长，组织工人自卫队准备战斗，让工厂里会说日语的工人向鬼子喊话；最后，通知一二九师第三八五、第三八六旅火速向黄崖洞靠拢，接近敌人后，可派小部队与其接触，将主力隐蔽起来，待机歼敌。
左权随后要话务员接通了特务团的电话。
左权在电话里提醒欧致富，要沉着，要待机行动，以变应变，并说详细步骤已由电报下达。
欧致富接到电报后，马上调整部署，令参谋长郭双江带领第四连第二、第三排和第七连进行反击。经过英勇奋战，特务团的指战员又恢复了第四连的前沿阵地。但有少数敌人爬到跑马辿高地石崖缝里躲了起来，当时未能发现。过了一段时间后，敌人又组织起新的进攻。
这时，欧致富来到了第二营的指挥所。经过观察，欧致富认为日军从最难最险的地方下手，主要是想争夺跑马辿山下的沟，借路进攻兵工厂所在的水窑。于是他把情况向左权作了汇报，并建议给敌人让出一条路，守备部队都撤到山上，在“一线天”沟底布雷，然后两边火力夹击，把敌人消灭在沟底。左权对着地图思考了一会儿，最后同意欧致富的建议。
特务团的这一招果然奏效。日军打了一上午，零零星星被消灭好几十人，才推进200多米。即便如此，日军也颇为得意。他们一面催促后面的人迅速跟着攀崖，巩固刚占领的地段，一面从右侧攻下沟来，企图一举攻占水窑。开始，日军急于占领洞口，多路攻击前进，结果踩响了好多地雷。为减少伤亡，他们又改成一路进攻。这样一来，便陷入了特务团左侧高地和水窑洞口右侧崖上两翼火力的夹击之中。日军是躲不开又逃不掉。整整一个下午，突进到沟底的200多日军，还未接近水窑洞口的核心工事，就悉数被歼。
日军吃了八路军侧射火力的亏，14日便改攻特务团第二营桃花寨西山及1568高地，企图消除侧翼的火力威胁。但战斗一开始，敌人的进攻就被特务团第四连第二排的战士顶住了。整个上午，战斗都处于胶着状态。
欧致富担心部队伤亡过大，命令第二排撤到连主要阵地。日军占了特务团第四连第二排阵地后，稍加巩固，便向水窑洞口阵地猛攻。不过，此时敌人已是强弩之末，攻到傍晚便没了后劲，草草收兵。
15日，日军加强了兵力和火力，分兵两路围攻特务团第八连防守的水窑洞口工厂区。战斗出现了四天以来最激烈的场面：弹若飞蝗，炮似连珠，爆炸声不绝于耳，黄崖洞上硝烟迷漫，天昏地暗。特务团第八连指战员以一当十，打退了敌人的数次进攻，守住了南口到断桥的通道和水窑洞口的阵地。
欧致富一边指挥战斗，一边将情况向八路军总部作了报告。彭德怀指示，敌人无非想“参观”一下兵工厂，机器搬完了，就让他们爬进去参观好了。左权在电话里问欧致富，五天时间已经到了，能否再坚持。欧致富很有信心地回答说还能再坚持五天。左权高兴地告诉他，八路军的外援部队即将赶到，特务团把敌人再拴个三四天就足够了。但他要求特务团一定要以静制动，晚上把所有部队撤到第二线，既要诱敌深入，又要顽强防守。天黑后，欧致富按照左权的指示调整了部署。第七、八连除坚守阵地的外，其他人员乘夜幕在通往水窑洞口的路上及敌人的退路上布雷，随后撤到第二线。这样一来，战局又活了，特务团又可以居高临下作战了。
16日一整天，敌人还是被拦阻在水窑洞口，进不了工厂区。恼羞成怒的日军使用了火焰喷射器，水窑洞口阵地顿时烈焰腾腾。晚上，欧致富向左权报告，兵工厂机器设备已转移完毕，只剩下一个大锅炉无法转移，请求指示。左权要欧致富派人把工厂的所有厂房全部炸毁，特别是那座锅炉房，把石头炸塌后，在其周围埋上地雷，并做好标记。左权交代，这样做是为了给敌人以兵工厂已被其炮弹炸毁的假象，保护锅炉，防止敌人破坏。特务团的战士们执行完此项任务后，主动撤离水窑洞口和断桥南口阵地，并将敌人占领的水窑洞口主阵地全部用地雷封锁起来。
至此，仗已打了6天，可是日军却连兵工厂是什么样子都还不曾见到。
一个小小的黄崖洞，让骄横不可一世的日本“皇军”吃尽了苦头，也丢尽了颜面。第三十六师团师团长井关坐立不安，一个劲地骂手下蠢笨无能。他还给进攻部队的几个主要指挥官下了死命令，两天内必须攻下黄崖洞，否则要他们以死谢罪。
日军进入兵工厂后大失所望，仓皇撤退时遭八路军伏击在受到上级的严厉斥责后，进攻黄崖洞的日军于17日发了疯似的向水窑洞口发起了更为猛烈的攻击。在遭到特务团顽强火力阻击后，有一部分日军改攻特务团第二营第五连防守的1650高地，企图迂回控制整个黄崖洞，但这一阴谋未能得逞。不过，最终有一小股日军闯进了兵工厂区。但是，他们所见到的却是这样一种场景：十几座厂房倒塌在一片碎石瓦砾之中，这里一个人也没有，不要说机器，就连带有兵工厂标志的一个螺丝钉都看不到。几十个敌人在工厂区折腾了半天，一无所获，反而引爆了埋在里面的各种地雷。轰隆隆的爆炸声，是特务团战士欢迎“皇军”大驾光临的“礼炮”。敌人此时斗志全无，挨了子弹也不敢恋战，更顾不上找什么机器，一个个只好胆战心惊地贴崖站着或蹲着，等待援军的到来。
晚上，左权又打电话询问特务团的伤亡情况。他告诉欧致富：特务团已经打垮了日军一个联队，使其丧失了战斗力。前天开始，敌人已换了一个联队进攻；日军电台现在正大吹大擂，说捣毁了八路军的黄崖洞兵工厂，歼灭八路军特务团近千人。根据这个动向，敌人可能要挖几台机器作证据，也可能攻一下左会垭口的阵地，以显示其“胜利”；目前，我一二九师部队已经进入埋伏地区。最后，左权要特务团再咬咬“牛筋”，进一步扩大战果，让日军的这个联队也抽筋断骨。
欧致富根据左权的指示，命令第二营坚守1580高地及其以北地区，阻止敌人的进攻；第三营部署在板山地区，继续对敌人零敲碎打，阻止其搜找机器，并视情况支援第一营作战；第一营仍坚守左会垭口，一经接敌，要以强大的火力压制敌人。
18日，日军在飞机的掩护下，分三路向特务团第一营防守的左会垭口、南山、北山阵地发起了攻击。第一营指战员几经恶战，打退了日军数次疯狂的进攻。
当日深夜，左权打电话告诉欧致富，日军已发现山外有我重兵埋伏，可能要连夜逃走。他要特务团抓住战机，不断夜袭，逐步恢复阵地。欧致富依令行事。但大部分残敌在此之前都偷偷从原路溜走了，只有在桃花寨上面担负掩护任务的敌人，由于被特务团第四连第一排指战员给粘住了，还未来得及撤退。最后，这股敌人在特务团其他部队的反击下，一部被消灭，其余的趁机溜了。至19日晨，特务团恢复了黄崖洞所有守备区。后又遵照左权命令，一部出山追击。可是追了10多里路，连敌人的影子也没见到。
此时，沿途逃难的老乡们已纷纷下山回村，一位村干部主动找到欧致富报告喜讯，说前面一二九师部队已干掉敌人500多人，大家正在组织抬战利品呢！
原来，日军逃出黄崖洞后，在三十亩、曹庄一带陷入了一二九师部队的埋伏圈。惊惶失措的日军无心恋战，在伤亡500多人后，便抱头鼠窜。左权下令乘胜追击，日军被迫于20日夜退出黎城。其原定一个月的“扫荡”计划就此被粉碎。
特务团战绩辉煌受表彰
在黄崖洞保卫战中，特务团的指战员历经艰险，浴血奋战八昼夜，终于取得了战斗的最后胜利。
11月22日，八路军总部公布了黄崖洞保卫战的战果。此次战斗，在左权的直接指挥下，八路军总部特务团以1300人，抗击了5000多日军的进攻，歼敌近千人，我方伤亡166人（其中牺牲40多人），敌我伤亡比例6:1，战绩辉煌。
11月底，左权来到特务团驻地洪水镇苏峪沟，热烈祝贺和亲切慰问特务团的全体指战员，并代表总部为特务团召开了庆功总结大会。在会上，左权宣读了朱德、彭德怀给全团指战员的贺电，并宣读了八路军总部授予特务团“执行命令的模范”及“黄崖洞保卫战英雄团”光荣称号的命令，同时授予特务团“保卫水窑立战功”锦旗一面。
表彰仪式结束后，左权对这次战斗进行了总结。他高兴地说：这次黄崖洞保卫战打了八昼夜，打得很好，特务团最终以敌我伤亡6:1的战绩，创造了以少胜多、以弱胜强的范例，确保了兵工厂的人员和机器设备的安全，圆满完成了总部赋予的光荣任务，立了大功。左权还说，这次战斗的胜利，意义是多方面的：一是保住了兵工厂人员、机器、材料的安全；二是消灭了敌人的有生力量，狠狠打击了日军的嚣张气焰；三是锻炼了部队，提高了战斗力；四是粉碎了敌人的“扫荡”，振奋了根据地军民的抗日斗志，坚定了抗战胜利的信心；五是积累了坚守阵地防御、大量歼灭敌人的作战经验。左权同时也指出了战斗中存在的失误，主要是对敌人进攻方向的判断不够准确，战斗中兵力、火力相互支援不够，夜间反击敌人不够有力。他要求特务团通过总结经验，接受教训，再接再厉，保持和发扬黄崖洞保卫战的优良传统和战斗作风，加速提高部队的战斗力，和全国人民一道去夺取抗日战争的最后胜利。
