山东省梁山县境内的“水泊梁山”是《水浒传》里一百单八将聚义之地。1939年8月，八路军115师东进支队的600名“好汉”，在115师政委罗荣桓和代师长陈光的指挥下，打了一仗以同等兵力全歼日寇一个大队的歼灭战，此战被八路军总部和国民政府嘉誉为“模范歼灭战”。
1939年8月1日上午，晴空万里，梁山南坡的孟家林村，八路军115师师部和驻地群众正在举行庆“八一”军民联欢会。
9时许，正在观看节目的罗荣桓和陈光，突然接到侦察员的报告：“有一股日军正从汶上县经靳口向我们这个方向冒进！”演出停止，部队立即进入战斗准备状态。
这支日军是32师团的长田大队，以步兵、炮兵、骑兵各一部及五六十名伪军组成，共400余人，携带大炮3门，战马五六十匹，大队长长田敏江妄图对鲁西进行一次示威性的“扫荡”，借以炫耀武力。8月1日一早，他们从汶上县城出动，经沙河站至靳口西渡运河，沿着东平湖西岸向梁山方向进犯。
1939年3月1日，根据中共中央和八路军总部的指示，八路军115师政委罗荣桓和代师长陈光，率领由343旅686团和师直属部队等部分主力组成的东进支队，由山西汾阳、孝义一带，挺进到鲁西，向在齐鲁大地上猖狂作恶的日军勇猛“亮剑”，历经樊坝战斗、陆房突围等大捷之后，军威大振，名声远扬，迅速打开了山东的抗战局面。
115师的作战行动大大震动了驻鲁日军，加之鲁西战略地位突出，日军把这一地区划定为“危险区”，从津浦线增调长田大队并加强部分骑兵和炮兵后，于7月底由兖州扑向鲁西平原。因大队长长田敏江具有日本皇族身份，该大队的装备配置优于其他部队，驻山东日军仅有的两门刚从意大利购买的“八八”野战炮，也全部配给了他们。
罗荣桓、陈光向侦察员详细问明了来犯之敌的情况，开始研究“应对之策”。
“目前，摆在我们面前的只能有两条路：走和打！”陈光说道。
“是啊！走，对我们不是难事！关键是，如果有打赢的把握，放弃这个机会是多么地可惜！”罗荣桓说。
“对，这是送上门来的敌人，吃掉他！不能让他跑掉。”陈光坚定地说。形成共识后，115师迅速作出了战斗部署：立即命令部队，包括杨勇独立旅1团3营，做好一切战斗准备；同时迅速派出侦察队，继续查明情况；组织多路袭扰小分队，将长田大队“钓”到这一带来；组织当地群众迅速行动起来，站岗放哨，盘查行人，封锁消息……
一张大网很快织好了，就等长田大队“自投罗网”了！
梁山，地形复杂，地势险要，东临烟波浩渺东平湖，北有大小安山、大小金山拦阻，西面是怪石林立的凤凰山，西南又有独山与此对峙。站在梁山顶上放眼望去，高梁和玉米行行密密挺立，这广阔无际的“青纱帐”，既是八路军天然的屏障，又是他们在运动中歼灭敌人的最好战场。
8月1日下午，长田大队来到位于梁山、东平、汶上三县交界处的馆驿镇后，就地宿营。8月2日一大早，长田大队继续大摇大摆地往梁山方向而来，到达梁山东南10公里左右的王府集村，在村西准备往南向郓城方向“扫荡”。八路军负责监视、袭扰任务的小分队，为将敌人“牵”到梁山附近来，从侧背对长田大队实施第一次袭击，歼其一部后往梁山方向迅速撤离。
长田敏江发现被袭，开始一阵惊慌，继见我火力不强，人数也不多，认为不过是几个“土八路”，就命令部队改变原定行军路线，咬着“土八路”的屁股紧紧追赶过来。
长田大队追到梁山附近的马家杨村时，“土八路”不见了踪影。这时，日军又累又热，只好临时在该村扎营休息。此时，袭扰小分队对长田大队实施了第二次突然袭击，一阵猛射，十几个敌人当场毙命。
日军追到梁山脚下的独山村后，又不见了我军踪影，长田敏江命令炮兵向独山轰击。炮击了半个多小时，我军一枪不还。长田敏江以为真的碰到了游击队，已到中午，他命令累得要命的部队停止前进，在独山村及独山高地宿营，准备在此休息一晚后再前往郓城。
日军已经钻进“口袋”。下午5时许，罗荣桓见诱敌深入的计划已经完成，就向陈光建议下达作战命令。
“好的！”陈光立即向身边的作战参谋口授作战命令：“独立旅1 团政委戴润生率3营10、11、12连和机枪连担任主攻任务；师特务营2连配合独立旅1团3营歼灭独山之敌；师特务营4连和骑兵连担负警戒和预备队的任务；各部利用青纱帐作掩护，迅速向独山集结……”
黄昏前，各部队均已到达指定地点。晚上8时，3发信号弹腾空而起，发起攻击长田大队的时间到了。八路军战士们在轻重机枪的掩护下，猛虎似的扑向敌人。3营10连迅速夺取独山高地后，切断了敌军的退路。3营11连和12连也是旗开得胜，完成了预定的作战任务，并正在向10连的方向前进。日伪军在遭到突然打击之下，懵头转向，四处逃窜。
长田敏江方才清醒过来，原来钻进了八路军主力部队的圈套。长田立即开始疯狂地逆袭我军。其中，日军重点逆袭已被10连占领的独山高地。在炮火掩护下，日伪军以两个小队的兵力向我10连阵地连续发起了6次冲锋。当发起第7次攻击时，10连仅剩30余人顽强坚守。危急关头，日军侧后突然先后杀出两支队伍，打的敌军措手不及，原来这是3营11、12两连赶来参战。在我军三面夹击下，日军的第7次冲锋被打垮。随后，第10连守卫独山高地，第11连自南侧，第12连自东侧，特务营第2连和骑兵连自北侧，向村内发起进攻。战斗进行了约两个小时，双方部队都有较大的伤亡。
此时，长田敏江把剩余残部集中起来，全部退入了独山南坡的10多座石灰窑和大车店院内，架起机枪猛烈扫射，以优势的火力进行顽抗，企图固守待援。
午夜时分，戴润生到师部汇报战斗进展情况，罗荣桓称赞他们“打得好”，并指示：“长田大队孤军深入，遭我围歼，伤亡惨重，企图固守待援。但敌人附近各据点兵力空虚，所以敌大规模援兵最早要明天中午才能到达。现在战斗形势对我们非常有利，你们要集中力量，一鼓作气，穷追猛打，争取明天上午10点前，把敌全歼，结束战斗。”
8月3日拂晓时分，我军发起总攻，集中了十余挺轻重机枪和掷弹筒，居高临下，向龟缩在大车店院内的残敌猛烈射击，大部日军都躲进石灰窑和大车店院内的房屋内。3营排长李炳祥率领突击队向敌发起猛攻，与日军展开逐屋逐房的争夺。敌人感到形势不妙，调转炮口，连续朝东平湖方向射击，妄图以炮声报信求援。
3营曹大顺带着5个战士匍匐前进，摸到一个已成为日军机枪火力点的石灰窑旁，将手榴弹扔进洞里，只听“轰”的一声巨响，日军的机枪“哑”了。曹大顺和战友们又顺着炮声找到敌人的炮兵阵地，却意外地发现炮兵阵地上的敌人并不多。于是立即冲了过来，消灭了日本炮兵，夺取了3门火炮。
3营营长刘初阳趁机率突击队冲到大车店院下，攀梯登上屋顶，用刺刀将屋顶挑开几个窟窿，向房内扔手榴弹。战士李杰从窗口掷手榴弹。随着爆炸声，敌人的嚎叫声消失了。
东方发亮时，日军士兵20余人拼死向青纱帐逃窜。这时，被我军转移出去的老百姓听说八路军正在痛歼日寇，也纷纷回来帮助我军抓俘虏，抬伤员。四散逃跑的敌人，有的被击毙，有的被老乡们抓获送交部队。
打扫战场时，部队在旧石灰窑外的一处洼地里，发现了一个日军军官尸体，一把指挥刀从前胸穿过后背，旁边军服胸章后面写着：“大日本皇军三二师团长田大队长长田敏江少佐”。原来，长田敏江深知，此次失败让日本皇族的颜面丢尽拔刀自尽了。
梁山歼灭战共击毙日军320余人，俘获日军士兵24人，长田大队几乎全军覆没。
梁山歼灭战是继平型关大捷后，我英勇的八路军创造的兵力与日军相当，在武器装备上处于劣势的情况下，全歼日寇一个大队的模范战例。战斗结束后，朱德和彭德怀联名向蒋介石发出两封战绩电报，报告八路军在鲁西歼敌战况战绩。蒋介石回电嘉奖，还特批三万元表示慰劳。八路军总部和国民政府均嘉誉此战为“模范歼灭战”。