13日12時，第5團主力正在關村鎮東南的一個小村子裏吃午飯，盧彥山得到情報說，長治閻軍一個營正沿著長、潞公路向關村鎮開進。據判斷，這股敵人可能是下鄉搶糧食的。盧彥山立即命令各連占領關村鎮及其四周要點，準備伏擊敵人。部隊抵達關村鎮以後，盧彥山令第3連占領鎮東北角集團家屋；第6連和8連在鎮東北大廟及其東側集團家屋和大街兩側屋頂迅速展開。機槍隱蔽地在房頂上架好，團直機炮連的重機槍和迫擊炮在鎮東北高地占領發射陣地，偵察班負責監視長治方向敵人的動靜。團部規定，待敵人進到鎮中心大槐樹處，聽從統一號令，對敵人猛烈射擊。
13日下午3點，閻軍約500餘人向關村鎮前進。當敵人先頭部隊進到大槐樹處就地休息，混亂不堪，後續部隊也進入我伏擊圈時，盧彥山向各連下達了戰鬥的命令。刹那間，第5團的各種火器一齊發射。敵人遭到突然而猛烈的打擊，經一度混亂後很快清醒過來，並組織力量憑借牆角屋角與第5團頑抗。戰士們打響了排子槍，又機智敏捷地將敵人投過來的手榴彈和炸藥包撿起來又給他們扔回去。正當第5團主力與敵人激烈戰鬥的時候，副團長於振河率第1連沿公路返回，聽到激烈槍聲，判定團主力與敵戰鬥。在經過敵人第4區隊防地時，第1連受到敵人哨兵的盤問。副團長隨機應變，謊稱是第5區隊奉命前往關村鎮增援的。通過敵人崗哨後，於振河急令第1連由西向東攔腰截擊敵人。敵人在第5團前後夾擊下，傷亡慘重，一部企圖向南逃竄，一部搶占鎮東北大廟前院頑抗。於是，盧彥山集中全團輕重機槍和迫擊炮向敵人猛烈射擊，頓時廟房起火，殘敵被全殲。戰鬥將要結束的時候，長治城裏開來了兩輛滿載敵人的汽車趕來增援，被第五團迫擊炮擊退。此戰，第五團打得幹脆利落，全殲閻軍1個營。戰後，第五團受到了韋傑司令員的表揚，並被當地群眾譽為“老虎團”。
9月18日，韋支隊奉命協同太行四分區石誌本支隊攻打壺關。壺關城係長治外圍的一個據點，位於長治東南12公裏，有保安團1000餘人據守。該城因敵偽盤踞日久，工事比較完善。石誌本支隊負責攻打南門，韋支隊負責攻打北門。第五團在攻擊前，進行了周密的準備。為了便於接敵運動，盧彥山命令部隊將交通壕挖到了城牆邊上。9月18日21時攻擊開始。第41團從西北角攻擊，第32團從城南攻擊。第五團為第二梯隊。盧彥山令第6連為突擊連。當第41團1營突破城垣後，盧彥山立即指揮第五團部隊隨第41團攻入城內，與敵人展開了激烈的巷戰。戰鬥至19日8時，八路軍攻下了最後一座炮樓，將敵人全殲。
10月12日上黨戰役結束，曆時1個多月，先後經過奪城打援、圍城打援和追殲逃敵三個階段，閻軍第十九軍軍長史澤波於10月12日被擒。上黨戰役共殲滅閻軍13個師3.5萬人，給毛澤東在重慶談判以很大支持，迫使國民黨政府接受中國共產黨和平建國的主張，並於1945年10月10日鑒定了《國民黨政府與中共代表會談紀要》，即《雙十協定》。