1940年3月，在徐向前的指挥下，八路军山东纵队在山东省沂南县孙祖一带设伏，消灭了进犯沂蒙山革命根据地的一股日军，史称“九子峰战斗”或“孙祖伏击战”。这次战斗是沂蒙山根据地开辟以来八路军山东纵队取得的第一次重大胜利，灭了敌人的威风，长了我军的士气，提高了全体军民抗战胜利的信心。
科学预判，巧布神兵。1940年3月中旬，鲁中地区的日军获悉八路军山东纵队的活动情报后，立即调集附近多个据点的日军300多人，伪军200多人，向我军驻地孙祖一带发起“扫荡”，企图摧毁山东纵队主力，并铲除根据地，敌人此行还带了几十辆小车，企图趁机掠夺当地的物资和资源，以弥补其侵华战争的消耗，进行所谓的“以战养战”。
面对敌人对沂蒙山革命根据地的“扫荡”，山东纵队司令员徐向前认为这是一个在野战中歼敌的良机，立即调动山东纵队第2支队、纵队警卫团、第5支队一部及部分地方武装，计划以优势兵力部署伏击战。战前徐向前根据日军的作战意图和孙祖周边的地理特征，对日军的行军轨迹及遭受我军打击后的反应都进行了科学研判。他指出敌人的这次行动路线是直扑孙祖，而后一路向南往根据地纵深运动，并决定把主力放在九子峰，给敌人以迎头痛击。之所以将主力部队部署在九子峰，这取决于九子峰独特的地理位置。九子峰所在的孙祖当时是一个二三百户的大村，四面环山，紧靠村边有一条河流，村北有一个山口，两边是悬崖峭壁，中间一条大道，像个葫芦嘴。村西南有一座二三百米高的山峰，名叫九子峰，是个制高点，山后峰峦起伏，连绵不断。村西有一片小开阔地，与村庄一河相隔。九子峰独居群山之中，又紧挨村子，居高临下，形成天然屏障，十分险要，是打伏击的有利地势。
徐向前预判，敌人在九子峰受挫后必然会发起强攻，这时我军要坚守阵地，给敌人以狠狠打击。敌人的嚣张气焰被打下去之后，会被迫退守孙祖，我军要集中优势兵力乘胜追击。为了防止敌人顺着来路逃窜，他令警卫团埋伏在荆山断其后路，要求我军要伸开有力的两臂，形成一个坚固的包围圈，务必要把这股敌人彻底消灭在九子峰。
沉着应战，伏击日寇。部署完毕后，我军各部先后进入阵地，等待日军的到来。3月16日清晨，日伪军在洗劫了孙祖西北的几个村子后，开始向孙祖扑来。我埋伏荆山的山东分局党校警卫连，以一个班的兵力对敌进行阻击。阻击的目的，一是赢得时间，让我军主力部队做好充分战斗准备；二是用少量兵力阻击可以迷惑敌人，诱敌入我包围圈。
上午9时许，敌人的大队人马像一条长蛇，沿着蜿蜒的山路，摇头摆尾钻了过来。敌人的先头部队刚刚钻到九子峰下，埋伏在九子峰上的我军战士，便迅速插到山下，给敌人以突然打击。与此同时，埋伏在周围几个小山岭上的部队，也一齐开火，把敌人打得措手不及，乱作一团。不久，敌人便兵分两路开始逃窜，一路在大道附近找了块隐蔽地负隅顽抗，另一路则穿过小沙河，企图占领河南岸一带高地。我军坚决阻击南窜之敌，双方展开了激烈的争夺战。在我伏击部队的英勇打击下，敌人死伤惨重。
正如徐向前所料，敌人遭到沉重打击后，迅速收拢队伍，妄图抢夺九子峰。我守卫在九子峰的战士，沉着应战，待敌人行进到离我军阵地只有30米左右的时候，才开火猛烈射击。山头上的枪声、手榴弹爆炸声及战士们的喊杀声，响成了一片，敌人在强烈炮火的掩护下，接二连三地往山上冲，当敌人即将冲上山顶时，我军便同敌人展开肉搏。敌人先后组织了7次进攻，都被我军打退，阵地始终牢牢握在我军手里。
下午1时许，敌人集中所有兵力，发动更加疯狂的进攻，借着浓烟烈火，冲上了山顶。战士们纷纷跃出战壕，端着刺刀，与敌人再次展开了白刃战。经过激烈的搏斗，敌军支持不住，节节败退，我军乘胜冲下山去，追歼敌人，夺取了山坡下敌人占据的房屋，敌人被迫退到一条壕沟里。入夜，我军数次与敌人展开激战，迫使敌人退到孙祖，等待援兵。17日，在我军包围下，敌军支持不住，于是便大肆放火，烧毁民房20多间，将沿途抢掠的粮食、财物全部销毁。在我军的攻击下，敌人慌作一团，拼命向北逃窜。就在这时，铜井敌伪据点空虚，我军乘虚而入，将其老巢付之一炬。18日晨，战斗胜利结束。
军民鱼水，踊跃支前。战斗中群众、民兵积极支前参战，孙祖周边的群众自发组织担架队、运输队、情报队，送菜送饭，运送伤员。铁峪南山(今联合村)有个叫田大的农民，当他在山上看到3名战士在顽强阻击十几名敌人时，他毫不犹豫地跑过去参加了战斗。等敌人冲上来时，他迅速推倒一面土墙，当场压死了两个日本兵，帮助3名八路军战士共同把敌人打退了。田大去世后，孙祖一带的民众为纪念他，特地召开追悼会，还编了歌到处传唱:“三月里来麦青青，八路军大战九子峰，英勇的田大也参了战，铁峪的南山显了威风，拼命流血战日军，为人民解放壮烈牺牲。”
战斗打响后，西高庄拥军模范胡大娘面对大敌压境，仍坐在自家的锅门口纹丝不乱地烧着茶水。当地村民劝她赶快到别的地方躲一躲，而她却坚定地说:“我走了还行吗，前线的同志没有水喝怎么能打胜仗呢!”她坚持把水浇开，冒着枪林弹雨，提着水壶给纵队的战士们送茶水。在胡大娘等拥军模范的带动下，孙祖周边的群众倾其所有、尽其所能支援八路军抗击来犯之敌，《九子峰战斗之歌》唱遍了沂蒙大地。
这次战斗我军共毙敌120多人，击伤包括日军指挥官小林等人在内的70余人，俘虏伪军11人，缴获小车60余辆，军马5匹，枪支和其他军用物品若干。八路军有110名指战员牺牲、负伤。这一战斗打出了我军的声威，展现了军民的鱼水情深，打破了日寇不可战胜的神话，重创了日本“以战养战”图谋。
