1944年8月下旬，日偽軍共1萬余人，分十三路對山東濱海區進行“掃蕩”。八路軍濱海軍區部隊給“掃蕩”之敵以沉重打擊，迫敵于29日開始撤退，分東西兩路北撤博山、臨朐。9月3日，“掃蕩”莒縣東南四十里堡的日偽軍約2000余人，由莒縣分左右兩路沿沂(水)博(山)公路撤退。
魯中軍區偵知敵人行動企圖后，調集二團、四團和沂山軍分區第一、第十二團共四個團的兵力，設伏于沂水西北的葛莊和草溝地區。午后兩時，右路日軍第五十九師團第四十三大隊450余人及偽軍500余人，進入葛莊地區八路軍伏擊圈內。設伏在該地區的魯中軍區一團首先發起沖擊，日軍急搶占村西高地。八路軍緊縮部隊，將葛莊等地日偽軍包圍，并發起總攻，敵死傷慘重。激戰至4日下午6時許，被圍之敵一部突圍南逃，八路軍分兵兩路實行平行追擊，將逃敵大部殲滅。此次戰斗，八路軍共擊斃日軍中隊長長天平野、崗田健等300余人，俘虜日軍31人；斃傷擊潰偽軍1000余人，俘虜偽軍367人。
葛莊伏擊戰是魯中八路軍第一次在運動中基本殲滅日軍一個大隊，也是山東八路軍部隊繼1939年梁山戰役中殲滅日軍一個大隊后的又一模范戰例。葛莊伏擊戰后，沂水縣北部許多日偽據點的敵人迫于八路軍聲威，倉皇撤離；駐莒縣日軍也大部調離
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