当驻山西第1军对山西省南部的太岳、太行抗日根据地进行大规模扫荡时，国军在洛阳的第1战区部队，乘机反击第35师团在郑州大铁（州）桥以西黄河南岸的霸王城据点，同时加强黄河北岸温县地区的桥头堡，以便使两岸的部队取得联系。
华北方面军根据以上情况，令驻开封的第35师团，攻占黄河以北的温县地区，封锁该地南北两岸的水上交通，以策应第1军继续在晋南的扫荡。
重田德松的35师团220、221联队，秘密到达沁河河口以西之后，突然发起攻击而占领了温县地区，封锁了这一段黄河南北两岸的交通。
随之，岩松义雄将其第1军指挥所移至安阳，当晚其36师团由平顺向东，独立混成第3旅团由固新、西达向南攻击位于林县以北约20公里任村附近的八路军；独立混成第4旅团由安阳向西，进攻在林县以北约10公里的姚村集结的国民党军第40军。
八路军在给日军以杀伤后，即转移至日军的侧后打击敌人。
国民党军第40军暂编第3师，则依托姚村附近的崖底山地工事进行顽强抵抗，使敌独立混成第4旅团连攻数日而不克。
4月13日，第1军增调36师团224联队柿升少佐的第3大队，协助独立混成第4旅团继续进攻。
国民党军的暂编第3师，经英勇冲杀，打退了敌人多次进攻，战斗至4月15日，阵地被敌独立混成第4旅团突破。
该旅团安尾正纲中佐的独立步兵第13大队，攻入暂3师的阵地后，即继续向前突进。
该大队的中队长山本好江大尉，率其中队与国民党军经数次激烈冲杀，于夜间攀登了悬崖，15日拂晓推进至标高约两千公尺山顶的守军阵地附近，又展开激战。
山本好江于15日11时根据守军后撤的情况，判断暂编第3师指挥部离此不远，乃挑选精干的士兵22名，组成突击队由其带领，率先攻击。
在突破了守军的第二道防御线后，16时又突破了守军的第三道防御线。至18时，山本好江探知暂3师司令部位于就近的断崖山洞内，乃组织其部队进行围攻。暂3师防守该山头的部队伤亡很大，一部跳崖牺牲。
20时，暂3师师长刘月亭和16名参谋人员，以及士兵约300人被俘。
暂3师遭到严重损失后，位于林县以南原康地区的庞炳勋第40军主力，西撤至凌川附近。敌独立混成第4旅团，随即对林县以南地区进攻，5月18日占领了原康及附近地区。
此时敌第1军的部队仍在晋南各地反复扫荡，进行“剔抉”，推行伪化，破坏抗日根据地。
按照岩松义雄第1军的计划，在进攻林县之后，预定的作战任务已经结束。
但驻长治的第36师团长井关仞认为：从5月中旬以来，对长治一带的安泽、辽县、平顺、林县等进行了大扫荡，抗日力量已遭到了相当的损失，“治安”情况也有了好转，对长治以南地区威胁最大的是国民党军第一战区第40军进行攻击。
因此他向岩松义雄提出，应利用数次扫荡均取得胜利的影响，乘军之进攻部队主力在凌川附近的机会，对在庞炳勋部主力进行围攻。
岩松义雄根据井关仞的要求，即向华北方面军作了报告。
冈村宁次当即作出指示，命令各部队不怕疲劳、不惜伤亡，反复进行“治安作战”，彻底消灭在华北的八路军、抗日民主政府、“蒋系重庆军”。所以井关、岩松要求继续进攻庞炳勋的报告，很快即得到了批准。
随后，日军抽调5万余人，“扫荡”太行山区。中旬，日军从东、西、南三个方向，分成十几路，向庞炳勋防地扑来。
面对日军对太行山地区进行“扫荡”，庞炳勋退往深山区消极避战，只有106师广大爱国官兵进行了小庄山战斗，给日军以沉重打击。
但由于各部队之前就损失惨重，再加上暂三师几乎被全歼，所以各军防地先后被突破，庞炳勋没有组织迎击，而是带领集团军总部和四十军军部向深山区转移避战。
4月29日晚，庞部在距陵川24公里的九连窑附近与日军发生遭遇战，总部人员大乱。
转移中庞炳勋本来是坐在抬椅上的，战斗打响后，抬他的人不知去向，只有他和他的儿子庞庆振以及两个卫士躲在了一个山沟里，与军部失去联系。
当夜，第四十军军长马法五集合被打散的总部和军部人员突围南下。
第二天天亮后，庞炳勋发现敌人已经退去，部队也已经转移，自己成了光杆司令，便向东走，企图返回林县寻找部队。
行至辉县三郊口附近时，又遇日军，在群众的引导下藏在凤凰山半山腰上的一个山洞里。
在山洞藏身期间，一位姓杨的农夫每日借放羊为借口偷偷给庞炳勋送水送饭。
数日后，已投降日军的新五军军长孙殿英得知庞炳勋隐藏的山洞以后，立即报告了日本人。
日军派了一个叫田中彻雄的少尉带领十余人，由孙殿英的秘书李国安带路，找到了庞炳勋。
经过了一番讨价还价的谈判，庞炳勋于5月7日半推半就地跟随日本少尉到了日军所在地新乡，正式投降了日军。
5月23日，汪精卫伪政府任命庞炳勋为伪暂编第二十四集团军总司令。
击溃第24集团军，逼降庞炳勋，这绝对是冈村宁次上任以来最重要的战绩之一。
对于这支杂牌兵中的杂牌兵，日军方面可是相当的重视。
庞炳勋部原来属于西北军系统，属于国民政府系统中的杂牌军，原为1931年山西的第二集团军一部编成，后又称第三军团。
抗战爆发时说是一个军团，实际上只辖第40军，而第40军下辖的只有第39师一个师，再加一个补充团，也就是说，名义上是一个军团，实际兵力只有1个师又1个团。
1937年9月由庞炳勋将军担任第二军团长兼40军军长，马法五任独苗师第39师师长，李振清任补充团团长。
临沂血战后，40军调后方整训。由于考虑到40军作战表现优异，庞炳勋抗战有功，便将原属于东北军，西安事变时投靠中央系的第106师划归第40军。这下，40军下面终于不再只有一个独苗39师了，总算有了两个师。
在日军第10师团一部的战斗详报中这样评价40军的：“该部的素质与战法和之前交战的37师相比逊色，但同样在固守阵地时显得极其顽强...在皇军攻势停顿或稍作整理时，便会用敢死队进行反复的逆袭，进行白刃战企图夺回阵地。”
40军官兵也正是靠着“特别强烈的抗战意识”，赢得了临沂保卫战的胜利。庞炳勋也因此战荣获青天白日勋章，师长刘世荣获四等宝鼎勋章。
此后这支部队在抗日战场上屡立功勋，先是39师在1939年冬季攻势中，重创第3大队，击毙大队长川原美代史少佐以及第9，11，12三个中队中队长以下48人。而后106师李振清率部又在1942年的火烧庄战斗中重创日军223联队一部，益子挺进队的基干益子中队两名小队长均战死，该联队长高木正实大佐重伤离任。
但是谁也没有想到，这样一支劲旅竟然在这次大扫荡中被击溃，连庞炳勋本人也投靠了日本人。