1945年，八路军冀鲁豫军区部队根据中共中央“扩大解放区，缩小沦陷区”的战略方针，对退缩到中心城镇及主要交通线上的日伪军据点继续发起进攻，取得了一系列胜利，接连收复清丰、内黄、濮阳、朝城等广大地区。位于冀鲁豫区腹地的南乐县城虽仍为日伪军所盘踞，但已陷入抗日军民的重重包围之中。
在攻占敌人核心据点郭小寨后，4月下旬，八路军冀鲁豫军区抓住战机，决定集中4个军分区及14个县的地方部队，发起南乐战役，收复南乐县城。其部署是：主攻南乐县城任务由八分区担任，地方武装配合攻取外围据点及附近碉堡；以九分区之一部佯攻浚县、滑县地区，以迷惑敌人，主力则攻取南乐城西十余公里处、位于卫河东岸的元村，并准备打击由回隆及分别位于南乐以西北40公里处和以西30公里处方向来援之敌，另派出一部分兵力消灭南清店及南乐城南、城西七八公里处之敌；七分区部队集中力量打援，阻击来自大名之敌，并相机攻取龙王庙据点；以三分区集中力量攻打大名西北之杨家桥、海子、金安村据点，以吸引大名、魏县、广平之敌，使其无法救援南乐。为配合八路军夺取南乐，当地群众纷纷也行动起来，组成运输队、担架队来到前线，支援子弟兵作战。
24日23时，八路军冀鲁豫军区第八军分区主力部队按事先部署，在火力掩护下向南乐县城发起强攻，仅用4分钟便突破护城河和铁丝网，迅速从城西南和西北角登上城墙，随后一面沿城墙歼灭守敌，一面打开城门，接应后续各部进城。八路军攻入城内，采取“先打分散小股，后打集中大股”的战法，先将伪军特务营、伪警察所、伪自卫团、伪新民会、伪县政府等处据点的守敌解决，并控制了全城制高点，然后完成对伪“东亚同盟自治军”第三旅旅部、伪保安团团部、日军小队据守炮楼三处敌人的分割包围。
25日，八路军各部对伪旅部、伪团部发起进攻。守敌依托坚固的围墙、碉堡、炮楼疯狂射击，八路军指战员通过坑道作业、地下爆破的战术向前逐步推进，很快攻占了伪团部和伪旅部，肃清城内的全部伪军，并将日军据点重重包围起来。
日军的据点设在城南大街一个大院内，由东西两个小院组成，在院围墙上筑有3个两三层的炮楼。27日凌晨3时，八路军攻城部队采取火力队、爆破队和突击队相结合的战术，调来平射火炮炮击日军据点，不仅压制住了敌人火力，还把院墙轰开了几个大窟窿。突击队员乘势实施爆破，把一个炮楼炸出一个一米见方的大洞，随后冲入，夺下了该炮楼。八路军指战员随着逃跑的日军冲入另一个院子，很快夺取了敌人的另一个炮楼。残余日军见状，认为固守无望，遂分成两股突围，在被八路军击退后龟缩到几间房内垂死挣扎。八路军战士遂和日军展开逐屋争夺。经过一番激烈的白刃战，敌人死伤殆尽，有的想逃回炮楼，也被八路军战士击毙。6时30分，八路军部队将这股日军全部歼灭。
与此同时，担负打援和牵制日伪军任务的冀鲁豫军区部队在地方武装的配合下，将南乐县城外围及周边的敌人据点、碉堡全部拔除，有力保障了攻城部队全歼守敌。敌人获悉南乐被围后，纠集周边日伪军乘车来援，遭到八路军打援部队的阻击，给援敌以重大杀伤。日伪军发现元村地区的八路军防御力量“薄弱”，于是派100余人偷渡卫河，结果被埋伏的八路军全部歼灭。
27日，战斗胜利结束。此役，八路军共歼灭日伪军3400余人、攻克据点32处、缴获掷弹筒15个、迫击炮2门、轻重机枪64挺、步枪2600余支、子弹数万发、修械厂一座和大批军需粮食，解放了南乐县城及大名、广平以东广大地区，不仅使冀鲁豫抗日根据地南北连成一片，更为进一步开辟卫河以西地区创造了有利条件。