1937年10月，侵入山西省北部地區的日軍繼續南進。八路軍第115師為配合國民黨軍在忻口地區的防禦作戰，令獨立團在廣靈、丘靈、淶源等地開展游擊戰，從翼側打擊日軍，破壞張家口至忻口之間的交通補給線。10日，獨立團收復淶源縣城後，團長楊成武決定在馮家溝附近設伏。11日，該團第1、第3營分別從淶源、上寨地區出發，連夜行軍，於12日拂曉進至馮家溝地區。第1營在村南公路兩側的高地埡口處布設袋形陣地，打擊南行的日軍運輸隊；第3營在第1營陣地以南的義泉嶺設伏，打擊北行的日軍運輸隊。3小時後，日軍第5師第2運輸營120多輛膠輪騾馬大車，在20餘名騎兵、30餘名步兵護衛下，進入第1營伏擊陣地。第1營突然開火，經半個小時激戰，全殲押運的日偽軍，繳獲機車3輛、滿載軍用物資的大車120輛、騾馬800餘匹。接著，第3營伏擊從靈丘開來的日軍汽車5輛，繳獲3輛。
