就在南阳城激战的时候，兰溪河西北方向的日军第40师团向鲁西南军分区发动了进攻。
对于向鲁西南发动攻击，日军已经提前做好了准备。他们同时在兰溪河十几处便于渡河登陆的地点，进行了强渡，将师团主力的大部分渡过了兰溪河，随即向知远县城方向攻击前进。
鲁西南军分区早已经严阵以待，日军在渡河的过程中，就遭到了当地独立团部队的打击。
过河之后前进的过程中，又遭到了独立团和县大队不停地袭扰，给他们造成了不小的损失。
当日军主力到达十字坡的时候，又遇上了高洪和黄水根率领的鲁西南军分区的主力，独立旅的阻击。
日军第40师团的兵力虽然超过了鲁西南军分区的独立旅，可是由于兰溪河大桥没有修复，他们的重火力大部分都没有带过河来。
独立旅背靠着兵工厂，武器装备远远的超过了日军，又提前构筑了防御阵地，因此日军总体上并不占优势，他们向独立旅的阵地发动了几次进攻，都被独立旅打了回来，遭到了较大的伤亡。
鲁西南军分区进行的这场保卫战，他们采取的战术跟高九等人差不多，他们同样是利用独立旅的主力将敌人主力部队，吸引在十字坡一带，然后调集鲁西南军分区的所有的独立团、县大队以及大量的基干民兵，总兵力达到了四万余人，从四面八方朝着日军第40师团包围了过来。
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