1944年8月下旬，日偽軍共1萬余人，分13路對八路軍山東濱海區(qū)進行“掃蕩”。八路軍濱海軍區(qū)部隊給“掃蕩”之敵以沉重打擊，迫敵於1944年8月29日開始撤退，分東西兩路北撤博山、臨朐。

　　9月1日，日偽軍2000余人，由莒縣分左右兩路沿沂博公路撤退。八路軍魯中軍區(qū)偵知敵人的行動企圖后，立即調(diào)集二團、四團和沂山軍分區(qū)第一、第十二團共四個團的兵力，設(shè)伏於沂水西北的葛莊和草溝地區(qū)。

　　9月2日，八路軍主力一部將敵左路軍800余人包圍在草溝地區(qū)，殲其大部，殘敵200人狼狽逃回莒縣縣城。

　　3日午后2時，右路日軍450余人及偽軍500余人，進入葛莊地區(qū)八路軍的伏擊圈內(nèi)。設(shè)伏在該地區(qū)的魯中軍區(qū)一團首先發(fā)起沖擊，敵人見八路軍人數(shù)不多，便出動精銳，企圖搶佔村外制高點，從這裡掩護大部隊突圍。八路軍見狀，立即派出部隊搶在敵人前面佔領(lǐng)制高點，擊斃敵人50余人。不久，日軍在兩門山炮及輕重機槍的掩護下，再次發(fā)起沖鋒。堅守陣地的八路軍指戰(zhàn)員沉著應(yīng)戰(zhàn)，並連續(xù)投入預(yù)備隊發(fā)起反沖鋒，擊退敵人的5次進攻，敵人死傷慘重，隻得敗退下去，敵我雙方形成百米距離的對峙態(tài)勢。

　　八路軍指揮員隨即命令部分戰(zhàn)士分數(shù)路隱蔽前進，秘密進至敵人后方。黃昏時，總攻開始。八路軍先以集束手榴彈殺傷敵人，接著沖入敵陣，和敵人展開白刃格斗。僅用5分鐘便將敵人打垮。

　　殘敵向村外逃竄，卻遭到事先埋伏在敵人側(cè)后戰(zhàn)士們的打擊，隻得退回。八路軍從三個方向發(fā)起猛攻，將殘敵壓縮到葛莊西小嶺頭上。當晚，八路軍參戰(zhàn)各部實行“車輪戰(zhàn)法”，連續(xù)向敵人陣地發(fā)起攻勢，敵人死傷大半。激戰(zhàn)至次日下午6時，敵人在飛機掩護下突圍南逃，企圖渡過沂河。八路軍追到河邊，用輕重機槍掃射正在渡河的敵人。敵人驚慌失措，將大部重武器丟棄在岸邊、河中。

　　八路軍乘勝追擊，用手榴彈將渡過河的殘敵截成兩段，又消滅敵人50余人，並繳獲敵人電臺。

　　葛莊戰(zhàn)役是八路軍魯中軍區(qū)首次基本殲滅日軍一個大隊的模范戰(zhàn)例。此次戰(zhàn)役，八路軍共擊斃日軍中隊長以下300余人，俘虜日軍31人，斃傷擊潰偽軍1000余人，俘虜偽軍367人。值得一提的是，此次戰(zhàn)斗中，八路軍魯中軍區(qū)部隊首次繳獲了日軍的重炮，此后便組建了魯中軍區(qū)第一支炮兵部隊。此次戰(zhàn)斗后，沂水縣、莒縣許多據(jù)點的敵人迫於八路軍聲威，倉皇逃走。