9月26日拂晓，日军占领慈峪后，水源义重命一部兵力越过慈河，向北谭庄第719团的阵地发起猛烈攻击，并向第719团阵地的侧后迂回包围。在遭第719团的阻击后，水源再次下令停止进攻。下午4时许，水源命令进到南谭庄、北霍营、北伍河的部队立即撤回慈峪镇。不久，水源又命将山炮、大车等大型辎重物资向灵寿撤退，摆出一副要立即回兵灵寿的架势。
“不好，水源要跑！”一直在监视敌人的第719团立即将敌寇的动态报告给师首长。为了搞清日寇的企图，师首长命令第719团以一部兵力于当晚夜袭慈峪镇。然而，敌人仍固守镇内，只以火力还击，不为所动。难道水源真的要撤退吗？还是另有什么别的打算？第120师的首长们陷入苦苦的长思之中。
其实，对于陈庄这块肥肉，水源早就垂涎三尺。肉不到口，水源是不会善罢甘休的，更何况进袭陈庄还是上司的命令。只是由于摸不清八路虚实，一直不好下口。眼前水源抛出的要回兵灵寿的这团迷雾，实际上正是在使用其所谓的“山地讨伐的进步战术”，又叫“牛刀子战术”。水源的打算是，先以少部兵力在北谭庄方向佯攻，诱我120师主力于该地；继则将进攻北谭庄的部队撤回慈峪镇，并将辎重物资撤回灵寿，摆出要撤兵的架势，欺骗迷惑第120师。待第120师主力被吸引到北谭庄一线后，避实就虚，他的主力却走小路轻装奔袭陈庄。
9月27日凌晨，水源义重留下500人及大部分重火器守卫慈峪镇，自己带领精锐主力1500多人，由本地汉奸谢连菜、王真妮带路，冒充“八路军”，乘夜暗偷偷经燕川、长峪小路奔袭陈庄。而八路军这时却并未发现敌人的这一新动向，还在原来的设伏阵地上等着敌人自投罗网。
敌人轻装疾行，拂晓前已经赶至了陈庄东南部地区，还有几公里路就要进村了。而陈庄这时还驻有八路军机关的一部分干部和一些未来得及撤走的群众。眼看着这些人就要被敌人包围了，就在这千钧一发之时，突然一声枪响！清脆的枪声划破了这黎明前的寂静，也打碎了水源偷袭陈庄的美梦。
原来一群抗大二分校的学员，此时正在陈庄东南部的山坡上进行训练，发现了这一情况后，一面立即开火阻击敌人，迟滞敌人的行动；一面火速派人通知驻陈庄的机关、团体和人民群众，马上向北部山区进行转移。
就是这样一群勇敢的抗大学员，在关键时刻挽救了八路军机关干部和许多无辜群众的生命。由于此时他们兵力单薄无法坚守，在人民群众全部安全转移后，便于上午10时左右撤出陈庄。在他们撤出后，日军随即占领了陈庄。
以为偷袭成功的水源义重高兴得马上向华北日军总部报告，报告词大意为：“我按阁下批示的新战术，找准敌方的弱点，出其不意，以大胆勇敢的精神，进行巧妙的袭击。故未经大的战斗，一举占领了晋察冀边区首府陈庄。我正在陈庄向阁下报告。”得到总部的夸奖后，他自吹自擂地对部下说：“皇军未经大的伤亡就攻占了边区首府陈庄，不能不说（我）是指挥者的天才。”
望着硝烟还未散尽的陈庄，水源旅团长得意扬扬。这天正是一年一度的中秋佳节。水源命手下杀猪宰羊，庆祝中秋和皇军取得的“赫赫战功”。听到这一命令，日伪军犹如一群嗜血成性的野兽，用那血淋淋的双手屠杀着陈庄的鸡鸭牛羊。一时间，牲畜被宰杀时的惨叫声和日伪军的狂呼乱叫声交杂在一起，鬼哭狼嚎一般。远在北平的日军华北方面军司令部接到这一报告，敌酋们不禁喜形于色，大肆吹嘘“不经大的战斗而占领陈庄，这是指挥者的天才，新战术的胜利”。
客观地谈，水源占领陈庄是由于八路军判断有误，他们一直在慈河沿岸固守待敌，却忽视了陈庄周围的防御，使敌人钻了空子。