日軍雖然侵占了涞源、五台、阜平等城，但由于晉察冀普遍實施了堅壁清野，敵人在城内找不到一隻雞、一隻羊，乃至一口鍋、一粒糧，而城外各要點又依然被晉察冀部隊所控制，他們要在根據地久駐，勢必隻能依賴于自身的後勤運輸。駐涞源之敵在原有補給線涞易公路（涞源至易縣）屢遭襲擊的情況下，強行開辟了涞蔚公路（涞源至蔚縣）作為新的補給線，自此，日軍大部分物資都開始改用這條線路運往涞源前線。
晉察冀軍分區和一二○師決心抽調精銳部隊，在涞蔚公路上襲擊敵運輸隊，切斷其補給。1938年12月15日，一個重要情報傳來，日軍有一支大規模的運輸隊将從蔚縣出發，沿涞蔚公路前往涞源，而且此行将通過飛狐峪。三五九旅旅部立即指派七一七團，命其前往飛狐峪，與晉察冀一分區的兩個主力團聯合設伏。
飛狐峪地形崎岖，向有“四十裡路八十道彎”之稱，兩岸懸崖峭壁如同刀劈斧削。大家經過地形勘察，決定選取其中山勢較為險峻，山谷既窄且深的明鋪村作為伏擊陣地。次日拂曉，各部隊在明鋪附近設下伏擊圈，可是左等右等，也看不到敵人的影子。上級判斷設伏意圖可能已被敵人發現，于是指令伏擊部隊撤出伏擊圈。晉察冀部隊奉命撤離，七一七團本來也已撤出，但團長劉轉連讓部隊中途停下，又悄悄潛回明鋪。他的想法是，即便伏擊圈真的已經暴露，在伏擊部隊做出撤退的姿态後，敵人也一定會以為從飛狐峪通過已經高枕無憂，既如此，為何不殺它一個回馬槍，打敵人一個措手不及呢？
撤離的晉察冀部隊沒有電台，七一七團無法與之取得聯系，接下來的仗隻能靠七一七團自己。考慮到南線涞源、北線蔚縣和廣靈的敵人屆時都可能來援，又要撥出三營和團部直屬連用于警戒、阻援，這樣七一七團可以直接作戰的隻剩下兩個主力營，即一營和二營，一共六個步兵連，七百人不到，兵員相對不足，也成為其後戰鬥異常艱苦殘酷的一個重要原因。
12月17日，重返明鋪的七一七團又等了一天，直到日落西山，敵人還是蹤影皆無。按照一般經驗，日軍晚上是不行軍的，通過飛狐峪這樣的深山老峪，更不會輕舉妄動，這一天顯然又隻能“廢棄”了。
此時已是隆冬，冰天雪地，寒風刺骨，戰士們又冷又餓，甚至體弱者被凍死，但劉轉連及其七一七團沒有放棄，依然堅持張網以待。皇天不負苦心人，天色漸亮後，上午七點，日軍運輸隊終于出現在了飛狐峪谷的北端——北口村。根據日方資料，來者為田原運輸大隊，隸屬于日軍一一○聯隊，主要包括田原部隊和三宅部隊，前者是辎重兵，後者是野戰護衛兵，再加上日軍傷愈人員、士兵司機以及僞自警團人員等，總計有三百餘人。
九點，汽車進入飛狐峪谷口，向明鋪村馳來。在相距明鋪村不遠時，負責前導的三宅少尉下令停車，派武田伍長帶着幾個日本兵對明鋪村進行搜尋。武田一行人挑着一面膏藥旗往前走，沿途并沒有發現什麼動靜，等到了村口一道矮牆底下，武田忽然看到一頂八路軍丢在那裡的帽子，馬上哇哇怪叫起來，随後掉轉頭往回就跑。這一返跑不要緊，正好踩中地雷，隻聽轟然一聲巨響，武田和周圍幾個士兵全都被炸得飛上了半空，隻有一個士兵受傷僥幸未死，卻也被炸斷右腿，負了重傷。
明鋪村埋伏着七一七團的核心主力一連，地雷爆炸聲就是戰鬥信号，劉轉連立即親自指揮一連朝敵人開火，他們這裡一打響，其餘伏擊部隊也都跟着打，一時間，槍聲四起，山鳴谷應。