1939年3月1日，一一五师代市长陈光、政委罗荣桓率领师部和六八六团以东进支队的名义，经河北、河南交界地区进入山东。3月2日，到达郓城境内，应当地群众的要求，当即发起樊坝战斗，毙俘日伪军团长刘玉胜以下800余人，首战告捷，大大鼓舞了当地群众的抗日热情，扩大了八路军的影响。
泰西特委书记段君毅听说陈光、罗荣桓率领一一五师到达山东，特率领泰西地委机关和山东纵队第六支队于3月14日在东平县的常庄与主力部队会师。3月20日，召开营以上干部会议。会议由段君毅主持，政委罗荣桓传达了中共中央扩大的六届六中全会精神。接着详细分析了广州、武汉失守后中国的抗日战争新形势。指出一一五师挺进山东的任务，是执行中央的战略决策，与山东3800万人民一起展开敌后游击战争，建立稳固的抗日根据地。罗荣桓的报告讲了5个半天，每讲半天，段君毅就组织大家讨论半天，以便于消化吸收。会后，第六支队派出大批的指战员到一一五师主力部队中参观、学习。一一五师也不断派出一些红军干部到第六支队进行训练、指导，使六支队战斗素质提高很快。在这段时间里，一一五师在六支队的配合下，连续出击，沉重地打击了日伪军，消灭敌人数百人，极大的鼓舞着泰西军民的抗日热情。
由于八路军一一五师主力部队进入鲁西地区，直接威胁着济南、泰安、兖州及津浦铁路中段的交通，所以驻济南的日军第十二军司令尾高龟藏妄图围歼。5月上旬，尾高龟藏调集济南、泰安、肥城、兖州、汶上、东阿等十余个地方的日军5000余人，辅以部分伪军，并配有汽车百余辆，各种火炮百余门，兵分九路向泰肥山区合围，妄图消灭一一五师主力部队。
临近战斗的前几天，代师长陈光从敌人频繁的调动中估计到敌人要发动进攻。5月10日晚，陆房周围村庄的狗吠不断。这时，师部派出的侦察员们仍不见消息，段君毅让青年科长张延积带几个人出村侦察，并迅速回来报告。张延积刚出村，一一五师的侦察员就回来了，报告了敌军进攻的情况。这时，罗荣桓已去了沂蒙山区，不在师部，陈光连夜召开紧急会议，研究部署分兵突围方案。陈光命令六八六团随师直机关和六支队第二团及津浦支队向大峰山转移，命令段君毅率六支队司令部和第三团到东平、汶上两县之间活动。命令下达后，两路军于当晚同时行动。
段军毅根据陈光的命令，率领六支队司令部和所属第三团迅速转移。途中，段君毅命令部队要绝对保持肃静，不许发出光亮和响声，不得掉队和自由行动。所有人员一律枪上刺刀，子弹上膛，坚决服从命令听指挥。如遇到敌人，只要命令突围，只许前进，不许后退。
由于段君毅对这一带地形十分熟悉，加之转移中没有遭遇敌人，又是按照严密的统一部署行动，没有恶战，所以段军毅率部队从敌人合围的间隙中突围出去，连夜急行军进百里，到达东平县东北之荣花村一带，跳出了敌人的包围圈。
然而，朝大峰山转移的部队，刚开始行动，就遭到日军的阻击，只好返回陆房。这时，日军已从东南面边家院、南面安家庄、西面常庄同时向陆房压缩，11日天将亮的时候，将一一五师师部机关、鲁西区党委机关、泰西地委机关、六八六团、六支队一部、津浦支队等近万人压缩在陆房周围方圆不到20里的狭小盆地内。在极端不利的情况下，陈光命令部队迅速抢占肥猪山、凤凰山等制高点，准备凭险据守。
六八六团第一、第二两个营，在团长张仁初、政委刘西元的指挥下，依托肥猪山、岈山一线，连续打退了敌人的9次冲锋，敌人横尸遍野，八路军阵地寸土未失。津浦支队是老红军底子，在司令员孙继先指挥下，迅速登上凤凰山顶，击退了敌军的十多次冲锋，坚守了阵地。战斗中，敌人曾于六八六团与津浦支队结合部一度攻至陆房村边，这两支部队和肥城县独立营一部密切配合，猛烈反击，打退了突入的敌人，残酷、激烈的战斗整整进行了一天。枪炮声震耳欲聋，弹片碎石铺天盖地。代师长陈光在指挥所里处乱不惊，沉着、机智地指挥战斗。当日军两次偷袭突进陆房村外时，他将身边仅有的一个连拉出去，坚毅、果断地组织反击，终将敌人击退，保障了战斗的稳定。
天黑以后，陈光利用敌人收缩兵力、不敢夜战的弱点，组织部队轻装突围，由熟悉田间小径的农民做向导，从敌人的缝隙中神不知、鬼不觉地突围到距陆房60余里的东平县无盐村一带，与段君毅所率六支队一部会合。
5月12日清晨，日军继续向陆房发起炮火攻击，但未见八路踪影。日军合围失败，就惨无人道地对人民群众实行疯狂屠杀，仅在陆房周围几个村庄就残杀群众达百余人。
战斗结束后，段君毅和六八六团团长张仁初带领一个连的兵力返回陆房，组织肥城县及第三区干部打扫战场，安置伤员，掩埋烈士遗体，并慰问群众。
此战役共击毙、打伤日伪军大佐联队长部下1300余人，毁敌人大炮3门，八路军伤亡200余人，是一个胜利的突围战，也是一一五师挺进山东后进行的规模最大最激烈的一次战斗。罗荣桓从沂蒙山回来后，召开了庆功表彰大会，陈光和罗荣桓都讲了话，段君毅组织泰西各县群众对部队进行慰劳。
几天以后，日本东京的报纸上大吹牛皮，说什么皇军在山东与共产党的王牌军一一五师的作战中，取得了“辉煌战绩”，尾高龟藏以伤亡1200人的代价换取了消灭共产党1万多人的“赫赫战果”。报纸上还配发了尾高龟藏的照片。