由于缺乏必要的通讯器材，第358旅仅携带了1部电台，只能与120师师部联系。因此高洪口惨案发生时，第358旅并未及时掌握情况，但五台县城周边据点日军调动的消息却引起了旅长张宗逊的警觉，他派716团参谋长刘忠带领一个骑兵排,冒着大雪展开秘密侦察，这才发现了日军的异常动向。这时，晋察冀第2军分区的联络员也终于找到了358 旅，通报了“高洪口惨案”的详细情况。
义愤填膺的八路军官兵们当即决定，在日寇回来的必经之路上设伏，一定要讨还这笔血债。经过仔细商议，大家认为日寇配备着1个山炮中队，又抢掠了大批牲畜，所以返程时必定会走大路，那就必定要经过1个名为滑石片的山沟，那里也是返程大路上最为险要的地段，全长约8千米，谷底宽近30米，山沟西侧是起伏的山峦，东侧则是平缓的高坡，非常适合伏兵。
358旅紧急出动716团上千官兵，冒着大雪行军抢在日军前面占领了滑石片附近的制高点，待日寇行军走入山沟，突然从各个方向发起进攻，经过2小时的激战，将敌人分割成数段，日寇本就是临时拼凑而成，加上地形不力，火力优势完全丧失。张宗逊旅长也及时赶到716团指挥所，命令各营连趁着敌人已经被彻底打乱的机会，全体冲下山去，将敌人彻底消灭。
