沟里镇位于行唐县城以北约24公里处，系曲阳县一个重要集镇，紧邻行唐。
该镇附近是中等起伏的丘陵地带，东面为大沙河，西面为山区，地形从西至东逐渐降低，镇东南约1公里处为铺上村，西南约1.5公里处为行唐的东、西科头村，西北约1公里处有一高地，西南约米处有3个土窑。行唐县城经玉亭、屹塔头至沟里镇有一条公路，镇周有两处敌人据点，由伪治安军十六团一个连的兵力守备。
年春，30团、行唐支队与兄弟部队向行唐、新乐、正定地区之敌出击，连战连捷，沉重打击了敌人，扩大了巩固区，缩小了敌占区。由于出击胜利，迫使敌人进行频繁的调动。驻守在行唐北部地区的伪治安军十六团屡遭我方严重打击，损失惨重，土气低落，军心散乱，疲于应付。敌为加强守备，整顿内部，扭转颓势，确保“占领区”，以伪治安军曾在阜平县配合日军制造“平阳惨案”、被授予所谓“常胜军”称号的伪治安军十五团接替十六团的防务。
该团4月下旬调至行唐县城，28日从县城出发，于5月1日进至屹塔头村，以继续北犯与我主力决战的假象掩盖其换防的目的。5月1日，我方接到行唐县委敌工部内线情报，告知伪治安军十五团行动的企图是掩护其到行唐北部地区进行交接、5月2日要到沟里填射近各据点换防。30团和支队首长对此情况进行了分析，认为沟里镇和东科头之间是换防之敌必经之地，我方可以依托沟里镇西侧高地以及东南、西南有利绝形，隐蔽配置兵力，构成袋形部署，迫使敌人以不利地形应战，据此决定部队迅速进至沟里镇、东科头地区设伏，以拦头、截尾、侧击的打法，歼敌于运动之中。
当日夜，团、支队首长率领部队秘密进至沟里镇地区，组织连以上干部侦察地形，现场进行战斗部署。侦察连和4连1排由团参谋长率领埋伏在沟里镇村南麦地里，当敌进入我伏击区后，首先打响，迎头出击，坚决堵住敌人，阻其北进，并所灭先头之敌，尔后协同2连、4中队围所敌人主力；4连2排埋伏在沟里镇西北高地，战斗发起后向敌先头侧翼出击，协同侦察连汗灭敌人；2连埋伏在高地东北侧，战斗发起后向敌军主力侧翼出击，将敌方队伍拦腰斩断，并以一部分兵力向敌侧后迁回，阻止敌人向西科头据点逃，尔后与兄弟连队协同歼敌；行唐县支队4中队埋伏在铺上村西侧民房院内，截敌南逃，并向敌方队伍侧后出击，协同团主力包围灭敌人；4连3排为团预备队，埋伏在镇西北高地西南侧并担任警戒；团重机枪排配置在高地西侧，封锁西科头之敌出援和阻止敌人向西科头逃窜。团、支队指挥所设在重机枪排附近，以侦察连打响为战斗发起信号。
与此同时，各连进行了战斗动员，提出了“消灭十五团，庆祝五一节”的战斗口号，全体指战员情绪高昂，有的磨刀，有的细心检查弹药，摩拳擦掌，暂歼敌人。此后，迅速进入各伏击区，组织班、排长于现场进一步明确任务，研究打法，做好一切战斗准备。
5月2日9时许，侦知伪治安军十五团一部余人在伪团长率领下，按8中队、团部、7中队、9中队的序列，由屹塔头向沟里镇方向行进，我指挥所立即发出准备战斗的号令。此时，敌骑兵尖兵沿东科头、沟里镇方向搜索前进，由于我方部队隐蔽严密，敌人丝毫没有察觉。为麻痹敌人，我方故意将其尖兵放进沟里镇，10时许，敌人主力进至东科头村东北公路。见敌人已进入埋伏圈，我侦察连与4连1排首先以猛烈的火力向敌人射击，重机枪排也相继向敌人开火，当即毙伤敌军一部。
敌人遭我方突然打击，顿时混乱，侦察连和4连1排乘机向敌人发起猛烈冲击。敌人的先头部队企图占领沟里镇西南侧土窑，掩护其主力展开，但我方侦察连长指挥1排抢先占领了土窑，用火力将敌人击退。此时，4连2排也抢先占领了另一土窑，用火力将敌人压至窑下，侦察连1排与4连2排密切协同，向敌人翼侧发起冲击，把敌人压在公路西侧的不利地形上，与我方左翼的侦察连2、3排和4连1排对敌人形成夹击，向敌人展开了更加猛烈的进攻，凳伤敌军1部，压迫敌人向南撤退。
邀退之敌直奔铺上，遭到行唐支队4中队火力截击，被迫折回。4中队与4连1排密切协同，又歼敌1部，余敌只好向西科头据点靠拢。
在侦察连出击的同时，2连迅速向敌军侧翼发起猛攻，将敌人的队伍拦腰斩断。攻击中，发现了敌团指挥机关，2连指挥员当机立断，立即命令1排以火力掩护2、3排迅速向敌人左右两侧迁回夹击，以攻歼敌人团部为目标，展开激烈战斗。敌人的队伍就地展开，企图顽抗，这时2连以短兵火力压制敌人，迫使敌人在不利的地形上应战，且不给敌人以喘息机会，形成夹攻态势后，立即发起迅猛冲击，有名的“一步三点射”机枪射手贾大顺端着机枪冲入敌群，一阵猛扫毙敌10余人，各排也不失时机地迫近敌人，展开短兵战。冲杀中，我方战士高呼“活捉敌团长，为阶级兄弟报仇”的口号，与枪弹声、喊杀声、口号声交织在一起，以猛虎下山之势压向敌群。伪团长企图逃窜，被我机智的司号员发现，猛扑上去，将其生俘。经过20分钟的激战，全歼敌人团部。由于2连抓住战机迅速打掉了敌人指挥机关，使敌人失去指挥，更加陷入混乱被动，为我方扩大战果创造了有利条件。
在2连围歼敌人团部时，团、支队首长发现尾部之敌向西科头据点逃窜，立即指挥重机枪排以猛烈火力封锁敌人退路，给敌人以大量杀伤，同时2连1排也向敌人侧后冲击，截断敌人退路，侦察连、4连1排、2排、行唐县支队4中队从三面同时向敌人发动攻击，经10多分钟战斗，又毙敌一部，残敌逃入西科头据点，战斗遂告胜利结束。
