日軍第一軍司令官接連收到第20師團求援電報，馬上命令獨立混成第4旅團快速集結于臨汾，命令108師團將清華鎮附近的軍事守備陣地移交給已歸第一軍建制第14師團。
日軍第108師團接到最新命令以最快的速度向絳縣附近推進，馬上投入戰斗，攻擊第20師團正面的國民革命軍。
師團長根據上峰下達的行軍路線，命令中野支隊、步兵四個大隊為骨干組成先遣隊，中野為先遣隊隊長，帶領先遣隊從懷慶出發，進攻經過濟源到達垣曲縣城中途的國民革命軍陣地，五天內必須清楚中途抗日武裝力量，占領垣曲縣城。
日軍中野先遣隊是一支武器裝備精良的混合作戰部隊，不但有輕重機槍配備、迫擊炮中隊、騎兵中隊，還有兩輛裝甲車在前鋒開路。
日軍先遣隊在中野大佐指揮下，采取瘋狂的火力打擊抗日武裝，第二天攻下濟源城，第五天上午攻陷垣曲縣城。
同一天，獨立混成第4旅團主力部隊，接到命令乘火車途徑臨汾，迅速占領曲沃地區。
日軍第108師團長獲悉中野先遣隊已經成功占領垣曲縣，命令主力部隊以最快的速度向中野先遣隊占領的垣曲縣城北面推進，途徑沁水東面地區，經過六天的瘋狂進攻，終于推進到冀城區域。
日軍第20師團和第108師團，以及獨立混成第4旅團，在向既定戰略要地推進時，遭到我正面抗日武裝部隊強有力的火力阻擊，日軍消耗大量武器彈藥、糧食及重要軍事物資，部隊急需大量的軍需品補充。
日軍華北方面軍第一軍司令長官香月青司中將，連續接到第20、第108師團，以及獨立混成第4旅團長追討武器彈藥、糧食以及軍中重要軍需品補給的請求電文。
香月青司司令官命令沁水城兵站部汽車隊下轄的第33、第35、第36、第38、第39等五個運輸中隊，并臨時調用兵站部自用的汽車第81、第83兩個汽車中隊，將所有汽車中隊補充滿額兵員135人，每個中隊配備40——50輛重卡車
沁水城的日軍兵站部接到軍部命令，擔任從沁水——冀城之間往返運輸前方日軍部隊的軍需品供給，為108師團、第4獨立混成旅及時補充武器彈藥、糧食和重要軍需物資。
得到軍事物資補充的第108師團主力部隊，更加瘋狂地向曲沃推進，沁水兵站部的運輸線路隨之向曲沃延伸。
由于運輸線路過長，中途又遭到抗日武裝部隊攔截騷擾，致使沁水城兵站部的重要性大為降低，日軍軍部決定關閉沁水城兵站部。
駐守在沁水城的日軍各部隊接到軍部命令：‘駐沁水各部隊撤出沁水向曲沃前進’，兵站部分成第一梯團和第二梯團兩個梯隊向曲沃轉移。
第二梯團長山下中佐由前方岡田警備隊、作業隊、工兵中隊、平井小隊、第12師團第二運輸監視隊、獨立重機槍小隊、兵站運輸隊第33、36、81、83運輸中隊組成。
山下梯團長為了運輸途中，恐遭到抗日武裝部隊的埋伏和火力阻擊，不但配備了前方岡田警備隊，還配備后方武田中尉帶領的機槍中隊和黑田步兵小隊斷后警戒。
第一梯團長川口帶領梯團本部、兵站第39、第35、第38運輸中隊已經完成向冀城運送軍需物資正在返回沁水城。