日军虽然侵占了涞源、五台、阜平等城，但由于晋察冀普遍实施了坚壁清野，敌人在城内找不到一只鸡、一只羊，乃至一口锅、一粒粮，而城外各要点又依然被晋察冀部队所控制，他们要在根据地久驻，势必只能依赖于自身的后勤运输。驻涞源之敌在原有补给线涞易公路（涞源至易县）屡遭袭击的情况下，强行开辟了涞蔚公路（涞源至蔚县）作为新的补给线，自此，日军大部分物资都开始改用这条线路运往涞源前线。
晋察冀军分区和一二○师决心抽调精锐部队，在涞蔚公路上袭击敌运输队，切断其补给。1938年12月15日，一个重要情报传来，日军有一支大规模的运输队将从蔚县出发，沿涞蔚公路前往涞源，而且此行将通过飞狐峪。三五九旅旅部立即指派七一七团，命其前往飞狐峪，与晋察冀一分区的两个主力团联合设伏。
飞狐峪地形崎岖，向有“四十里路八十道弯”之称，两岸悬崖峭壁如同刀劈斧削。大家经过地形勘察，决定选取其中山势较为险峻，山谷既窄且深的明铺村作为伏击阵地。次日拂晓，各部队在明铺附近设下伏击圈，可是左等右等，也看不到敌人的影子。上级判断设伏意图可能已被敌人发现，于是命令伏击部队撤出伏击圈。晋察冀部队奉命撤离，七一七团本来也已撤出，但团长刘转连让部队中途停下，又悄悄潜回明铺。他的想法是，即便伏击圈真的已经暴露，在伏击部队做出撤退的姿态后，敌人也一定会以为从飞狐峪通过已经高枕无忧，既如此，为何不杀它一个回马枪，打敌人一个措手不及呢？
撤离的晋察冀部队没有电台，七一七团无法与之取得联系，接下来的仗只能靠七一七团自己。考虑到南线涞源、北线蔚县和广灵的敌人届时都可能来援，又要拨出三营和团部直属连用于警戒、阻援，这样七一七团可以直接作战的只剩下两个主力营，即一营和二营，一共六个步兵连，七百人不到，兵员相对不足，也成为其后战斗异常艰苦残酷的一个重要原因。
12月17日，重返明铺的七一七团又等了一天，直到日落西山，敌人还是踪影皆无。按照一般经验，日军晚上是不行军的，通过飞狐峪这样的深山老峪，更不会轻举妄动，这一天显然又只能“作废”了。
此时已是隆冬，冰天雪地，寒风刺骨，战士们又冷又饿，甚至体弱者被冻死，但刘转连及其七一七团没有放弃，依然坚持张网以待。皇天不负苦心人，天色渐亮后，上午七点，日军运输队终于出现在了飞狐峪谷的北端——北口村。根据日方资料，来者为田原运输大队，隶属于日军一一○联队，主要包括田原部队和三宅部队，前者是辎重兵，后者是野战护卫兵，再加上日军伤愈人员、士兵司机以及伪自警团人员等，总计有三百余人。
九点，汽车进入飞狐峪谷口，向明铺村驰来。在相距明铺村不远时，负责前导的三宅少尉下令停车，派武田伍长带着几个日本兵对明铺村进行搜索。武田一行人挑着一面膏药旗往前走，沿途并没有发现什么动静，等到了村口一道矮墙底下，武田忽然看到一顶八路军丢在那里的帽子，马上哇哇怪叫起来，随后掉转头往回就跑。这一返跑不要紧，正好踩中地雷，只听轰然一声巨响，武田和周围几个士兵全都被炸得飞上了半空，只有一个士兵受伤侥幸未死，却也被炸断右腿，负了重伤。
明铺村埋伏着七一七团的核心主力一连，地雷爆炸声就是战斗信号，刘转连立即亲自指挥一连朝敌人开火，他们这里一打响，其余伏击部队也都跟着打，一时间，枪声四起，山鸣谷应。