平型關(guān)大捷后，八路軍115師師部及主力部隊343旅由正太路南進，轉(zhuǎn)向呂梁山脈，創(chuàng)建抗日根據(jù)地。1938年1月初，115師進駐孝義，師部曾駐下堡。不久，開赴大寧、蒲縣等地迂回對日作戰(zhàn)。

午城、井溝大捷后，部隊轉(zhuǎn)回孝義，此時林彪負傷，由陳光代理師長，羅榮桓為政委。師部改駐碾頭，343旅旅部駐石像村，所轄第685團（團長楊得志）活動于杜村、下堡、南榆苑、禪房頭、下柱濮一帶；686團（團長楊勇）活動于杜村、下堡、南榆苑至汾孝邊山一帶；684團（團長鄧克明）活動于兌九峪一帶。115師在孝義期間，大量擴軍，主要補充了684團，因此，684團又稱補充團。

1938年6月18日，115師685團的33名戰(zhàn)士，奉命出發(fā)在孝義趙家莊伏擊日軍。天尚未亮戰(zhàn)士們就趕到趙家莊村，封鎖了路口，埋伏起來。上午10時許，20余名日軍剛進入伏擊圈，立即遭到機槍、手榴彈襲擊，9名日軍被擊斃，余者倉惶逃回縣城。這次伏擊戰(zhàn)，繳獲步槍9支，指揮刀一把，子彈300余發(fā)，八路軍戰(zhàn)士無一傷亡。

1938年秋，日軍大舉西犯，115師343旅686團在685團協(xié)同配合下，對日軍和敵后方運輸部隊多次進行伏擊作戰(zhàn)，取得汾離公路三戰(zhàn)三捷的戰(zhàn)果，殲滅日軍騎兵和汽車運輸隊1000余人，粉碎了敵人西渡黃河的企圖。

115師在孝義境內(nèi)還進行過阻圍日軍西侵兌九峪戰(zhàn)斗，奔襲孝義城日軍等，給敵人以消耗和殺傷。八路軍的勝利，大煞了敵人威風，極大地鼓舞了群眾抗戰(zhàn)情緒，有力地保衛(wèi)了晉西南抗日根據(jù)地。

115師駐孝義期間，從多方面支持地方工作。民運部長潘振武經(jīng)常帶領(lǐng)民運工作人員幫助地方開展工作；為培養(yǎng)抗日干部，115師選派民運干部到民族革命大學任校指導(dǎo)員、政治和軍事教員；為了提高“文藝宣傳隊”（后改稱“孝義縣戰(zhàn)斗劇社”，簡稱“戰(zhàn)斗劇社”）的宣傳水平和工作能力，115師除了幫助其培訓、排練外，還派精通業(yè)務(wù)的沈以任政治指導(dǎo)員，黨內(nèi)任黨支部書記，加強對劇社的領(lǐng)導(dǎo)；決死二縱隊游擊三團和抗日民主政府游擊隊缺少軍事干部，115師選派干部去任職，并為其訓練排以上干部，使地方武裝的軍事素質(zhì)迅速提高。

1938年8月底，115師少數(shù)部隊奉命開赴山東。同年10月，685團也離開孝義東進。11月初，115師師部轉(zhuǎn)移到靈石縣雙池鎮(zhèn)一帶。