当天，刘伯承得到情报：正太路西段的日军正向东运动，娘子关右翼的日军也正继续向旧关抄袭。他很清楚日军的意图是急于要打通正太路，从背后威胁太原。据此，他判断前方需要弹药和粮食急如星火，日军必然尽快再向平定运输军需品。七亘村仍然会是日军进军的必由之路，因为除此别无通道。再从日军目前的作战特点来分析，他们屡胜之后骄横得很，通常会发一股牛劲，向预定的目标执拗地突进，毫不理会一些小的损失。况且根据“用兵不复”的原则，他们万万想不到八路军会在同一地点重复设伏。于是，刘伯承断然决定还在七亘村再给日军一个突然打击。

于是，刘伯承便一面制造假象，佯装撤离远去，一面果断地在隔了一天后，于同一地点再次设伏。

为了迷惑日军，当27日日军派兵到七亘村来收尸时，刘伯承让129师772团主力当着日军的面佯装撤退，造成七亘村无兵把守的假象。实际上第772团第3营绕了一回又返了回来，集结在七亘村西改道庙公路南侧山地里。

28日晨，敌人的辎重部队果然循原路过来了，前后有100余名骑兵和 300余名步兵掩护辎重西进。他们毕竟吃过亏，一路上加强了搜索警戒，遇到有可疑处便发炮轰击。到了七亘村附近，他们更加小心翼翼，朝村里村外进行了反复的炮击。第772团第3营的指战员们隐蔽在灌木、草丛和石洞里，沉着镇定，不发一枪。

11时许，日军进入了伏击地域。129师第 772团第3营的机枪、步枪一齐响了起来，组成了严密的火网。这次日军已有精神准备，一遇打击便就地组织抵抗。第3营的战士们在兵力不占优势的情况下，仍英勇出击，将日军截成两段。由于负责增援的第2营因雨天路滑，未能按时赶到，因此第3营没能将敌人全歼。战至黄昏，敌人乘夜色朦胧，突围而出，一部向西逃往平定，大部向东退回测鱼镇。

这次伏击，击毙日军百余名，八路军又缴获一大批军需品和骡马。牵制了敌人，使困在旧关以南的国民党军曾万钟部1000余人，从敌人的包围中撤了出来。

刘伯承把缴获的战马、军刀、大衣、罐头、香烟等战利品，送给卫立煌一部分。卫立煌赞叹不已，称此战为“战史上的奇迹”，誉刘伯承为“当之无愧的名将”。

第129师的2个团毕竟无法挡住数万日军的强大攻势，他们的积极战斗只能最大限度地起到牵制、迟滞敌人的作用。就在七亘村第一次伏击战同一天，日军攻占柏井，威胁娘子关与旧关国民党守军的侧背。娘子关防线上的国民党部队怕后路被切断，争相撤退。

刘伯承将七亘村连环伏击战， 命名为“重叠设伏”。后来，不少国家的军事教科书增添了这一前无古人的战法。

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