东团堡战斗是百团大战涞灵战役中的一场关键战斗，战斗激烈异常，堪称顽强对顽强的经典战例。时任晋察冀军区司令员的聂荣臻曾经如此评价此战：“东团堡之战，是以顽强对顽强的典型战例。”东团堡不仅是八路军需要攻占的重要据点，而且对整个战役的成败起到了举足轻重的作用。
东团堡位于涞源城东北，四周有多个日军据点，如上庄、中庄、王喜洞、摩天岭等，这些日军的防线互相呼应，形成了对晋察冀根据地的封锁。东团堡是这条防线的一个重要支撑点，而八路军第一军分区三团则负责攻占这个重要据点。尽管东团堡地理位置较为孤立，但日军的防守却异常严密，阵地的周围布满了复杂的防御工事，形成了一个固若金汤的防线。
日军在东团堡周围挖掘了深深的壕沟，壕沟里布置了四尺高的铁丝网，铁丝网后是六尺高的土围墙，围墙上再布置了更多的铁丝网。四个角落设有碉堡，而在中心区域，还有一座三层高的大碉堡，牢固而坚固。驻守在这里的是日军独立混成第二旅团的一支教导大队，共有170多人，所有队员都来自旅团下属部队，是经过严格训练的士官生。可以说，东团堡的守敌并非一般日军，而是具有丰富战斗经验的精锐部队。
周围的百姓早已对日军的暴行感到深恶痛绝。东团堡内的金井，一名朝鲜翻译官，曾多次受到地下党的接触与工作。金井对八路军的抗日斗争表示同情，并在地下工作人员的帮助下，提前为八路军侦察敌军的兵力和武器部署，极大地为八路军进攻提供了重要情报。
在黑夜的掩护下，八路军第一军分区三团悄悄渗透到东团堡周围五公里外的村庄，随即战斗在东团堡外围的日军据点打响。八路军首先攻击的是由藤原朝忠等八名日军驻守的第一分哨。尽管这些日军防守顽强，但在与八路军激战近一小时后，防线终于崩溃，他们不得不丢下五具尸体，带着剩余的队员向东团堡撤退。
主攻任务由三营负责，在东塘堡附近的馒头山展开进攻。战士们在当地老百姓的带领下，悄无声息地前进，成功剪断了铁丝网，消灭了鬼子哨兵。正在碉堡内睡觉的日军尚未反应过来，八路军便迅速投掷手榴弹，炸得敌人血肉横飞。此时，九连在炮火和机枪的掩护下，对东团堡发起了猛烈攻击。
然而，由于指挥失误，二营未能按计划到达东团堡东部，导致战斗变得更加复杂。即使如此，三营的战士们依然顽强作战，迎着日军的明亮探照灯，顶着猛烈的火力，与敌人展开了激烈的白刃格斗。刺刀的撞击声和刺杀的惨叫声回荡在夜空中。很快，原本迷路的二营也成功赶到，从东面和南面包围了东团堡。被四面包围的鬼子愤怒至极，开始向八路军释放毒气弹，致使进攻的八路军战士全部中毒。邱蔚团长下令暂时撤出阵地，确保伤员的安全。
第二天，八路军再次向东团堡发起进攻。尽管鬼子再次释放毒气，但这一次八路军早有准备，战士们及时戴上湿毛巾，克服了毒气的影响，勇敢地冲锋陷阵。支前的民兵们也积极参与，帮助转运伤员，继续支持主力的战斗。
24日上午，日军试图突围，约40名鬼子冲向九连的阵地。九连一排依托攻占的小碉堡，成功将敌人击退。随后，日军甲田大队长带领十多名日军冲向九连一排，试图展开最后的反击。排长于勇带领全排与敌人展开白刃战，亲手刺杀了4名敌人，并在重伤之下，拉响手榴弹冲入敌群，最终壮烈牺牲。所有一排的战士也英勇牺牲。
在接下来的夜晚，三团再度发动总攻。二营七连利用炸药包炸开东团堡东门，九连和十二连突破了敌人的围墙，先后占领了西南和西北的两个碉堡。在十二连的进攻中，三班长王庆国背着二十几个手榴弹攀爬梯子时不幸中弹牺牲。指导员见状，毅然接过王庆国身上的手榴弹，爬上梯子，将手榴弹投进敌人的碉堡内，四十多颗手榴弹爆炸后，碉堡内的日军几乎全数死亡。然而，敌人最后依然顽抗，并大量释放毒气，造成八路军的再次中毒，进攻不得不暂时停止。
这一夜，三团三营的损失巨大。三营营长陈宗坤焦急万分，向杨成武请求增兵。杨成武理解他的心情，但提醒他要冷静，并让他组织剩余人员进行最后的冲锋。经过两天的艰苦攻防，八路军终于准备在25日彻底攻占东团堡。然而，敌人的空降物资掉落到我方阵地，而东团堡仅剩最后一个碉堡。日军决定集体自焚，准备烧毁一切，并跳进烈火中。
八路军最终突破敌人最后的防线，缴获了大量的武器和物资。尽管如此，战斗也付出了极大的代价，三团牺牲人数极为惨重，据说达到了200多人，也有传闻称牺牲人数多达500人。为了弥补战斗损失，三团被重新编成一个营，继续参与抗日战争的其他战斗。
