1942年10月，在华北派遣军司令的策划下，侵化日军秘密调集了第32、59师团和独立第5、6旅团一部共1.5万人，并加强部分炮兵和航空兵，由32师团长木村兵太郎指挥，对鲁中山区进行“拉网合围”，企图一举消灭八路军山东军区机关和直属部队。10月27日，日军1.2万人分12路对转到南墙峪的八路军机关和群众进行合围，担任掩护的八路军独立团占据有利地形，被围的机关人员和群众终于在黄昏分路突出了敌人的重围。11月1日，日军又集中8000多人，在飞机配合下分11路扑向笛崮山，将八路军山东军区机关和直属部队、山东战工会、抗大一分校以及国民党五十一军一个营共计1000多人再度合围在穆陵关西南齐长城边线的笛崮峪。
根据战斗部署，严营长从全营抽调了一个战斗力最强的一个排前去坚守东北面的高地。天色渐渐发亮，八路军刚构筑完工事，日军就从四面八方逼近笛崮山。敌人是步兵搜索式前进，在手执“膏药旗”的军官指挥下，紧跟其后的士兵成一字排开的散兵线，一层层拥向笛崮山东北的小高地。突然间，经过伪装的八路军阵地前响起了激烈的枪声和手榴弹爆炸声，挥舞指挥旗的日军中队长和十几名士兵当场被击毙。日军定过伸来后，立即集中兵力对小高地进行猛烈攻击。
战斗持续了一个多小时，日军数次进攻未能得手。接连受挫的日军集中迫击炮和掷弹筒，对小高地进行猛烈的轰击，但八路军的枪声仍在不停的响。猛烈的炮火持续40分钟后，阻击阵地上的枪声渐渐稀落下来。随后日军占领了前哨阵地。突然，沉静的小高地上又响起了一声猛烈的手榴弹爆炸声，十多个日军灰飞烟灭。一个日军士兵几十年后还记得，那是我军一个满脸稚气的伤员挣扎着从血泊中站起来，拉响了全部剩余的手榴弹与冲上来的日军同归于尽。
严营长在笛崮山顶看得真切，他跳出战壕，对战士们喊到：我们是光荣的老红军部队，绝不能让日军在我们面前前进一步。敌人占领小高地后，立即向主峰扑来。但被八路军打了回去。恼羞成怒的日军很快调来数门重炮进行猛烈轰击。但由于笛崮山地势高，炮弹大都打在了悬崖的岩石上，炸起的飞石像冰雹一样砸向山下准备冲锋的日军。稍做调整后，日军集中迫击炮、掷弹筒向八路军猛轰。随后再次组织兵力冲锋。但都被八路军击退。战斗持续到午后，敌人攻势更加凶猛。日军以为抓住了八路军指挥机关，便将主要兵力集中在笛崮山，还调来数架飞机助战。经过反复拼杀，敌人始终没有攻上笛崮山。这时，日军在笛崮山西北角发现一条小道，便在汉奸的唆使下，把抓来的群众赶在前面掩护进攻。这时，我军只好停止射击。被抓的群众也明白敌人的意图，到山中腰便拒绝前进，结果全部被日军杀害。
无计可施的日军只好组织敢死队拼命进攻，但在八路军的 机枪火力和“排枪”、手榴弹的打击下，尸横遍野。下午4时，各连相继报告弹药告急。这时从西面冲上来的敌人离指挥部只有几百米。危机关头，我军发起反冲锋，与日军展开白刃战。激战过后，日军又一次被击退，但特务营也伤亡200多人。
太阳快要落山了，敌人十分清楚天黑后对他们十分不利，因此继续猛攻。在激烈的战斗中，连、排干部相继牺牲。战斗坚持到夜幕降临时，全营连同营长只有14人。，被敌人压缩在山顶东端的悬崖边，再也无路可退。十四名勇士砸毁手中的武器，在日军的注视下，一个个跳下身后的悬崖。
以武士道著称的日军没想到，世界上还有比他们更顽强的军队。一群衣衫褴褛、装备简陋的八路军，却将整整数千日军拖在笛崮山整整一天，使其付出阵亡600多人的代价，最后连一个俘虏和一件完整的武器都没有得到。面对英勇的对手，日军在指挥官的指挥下，山顶上的日军一起向天鸣枪表示敬意。这场悲壮的阻击战最终以八路军突围而告结束。
跳崖的14人中，有包括严营长在内的8人被树枝挂住，奇迹般的活了下来。另有史料记载，这次突围战中，国民党51军参战部队也表现出英勇顽强的牺牲精神。在战斗中，一位副营长身负重伤，仍拒绝卫兵背他撤退，双抢齐发为他人断后，在连续打倒7个日军后，将最后1颗子弹留给了自己。该营一位连长，在腿被打断后，仍跪在地上射击直至牺牲。数名战士在一屋内连续射杀20多个日军后，在高呼“中华民族万岁”声中被敌人放火烧死。
