这里位于山谷的北坡，伏击战开始后，位于山谷处的日军就爬到这处高地上，向南坡的我军进行射击。
如果让日寇在这里站稳脚跟，那我军在向山谷冲锋后就会处于低洼处，遭到日寇的扫射。
因此老爷庙的归属至关重要，如果让日军抢占了此处，他们就可以固守待援，到时候115师的全体将士很可能就会全军覆没。
指挥官林彪当然清楚这一点，在25日清晨乔沟伏击战打响后，中日双方为夺取制高点展开了殊死较量。当日军企图抢占老爷庙时，林彪对686团团长李天佑说：你们一定要冲下公路，把敌人切成几段，并以一个营抢占老爷庙。拿下了这个制高点，我们就可以居高临下，把敌人消灭在沟里！。
李天佑跑回团指挥所，立即令右侧的3营冲下公路，攻占老爷庙。
2营随后跟进。经此耽搁，日军已经占领了老爷庙。
但日军不懂山地战术，除以一小股兵力抢占了老爷庙外，大部分敌人始终挤在公路上挨打。
3营的将士看到了希望，舍命冲锋，或爬或滚，躲避日军的射击。
他们需要从南坡冲下山谷，在冲上北坡，占领此地。
沿途中甚至还要与日寇展开白刃战。
此时3营已经出现了严重的战斗减员，率先冲上北坡的9连几乎拼光了家底，全连仅剩十多人幸存，就连三营长都负伤，但依然不肯退却。
所幸临近的687团2营也在早先接到了抢占老爷庙的命令，在最危急的时刻赶到了战场，终于占领了老爷庙这一重要的制高点，歼灭了此处400多的日寇。
此时山谷下的日寇遭到了南北两处高地的夹击，根本无处可躲。
他们此时才想起老爷庙的重要性，可在我军站稳脚跟后，他们对老爷庙发起的冲锋根本就是白费力气。多次冲锋都被我军打退，只能做困兽斗。
此时日方战机也赶到了战场，但幸运的是，此时战场上硝烟弥漫，日军飞行员无法区分敌我，因此并未起到太大作用。
到了当天下午1点，日方终于放弃了老爷庙阵地。
下午3点，115师已经完成了对第五师团第21旅后勤人员1000多人的合围，但不论我军如何劝降，日寇都不为所动，不少日军伤员甚至是随军家属都在被俘之前拉响了手雷，与我军同归于尽。
这场歼灭战直到后半夜才结束。
但令人惋惜的是，日军第21旅团长三浦敏事却趁夜率领2000多人离去，因此我军并未获得全胜，但歼敌1000多人的战绩在当时也足够令人夸耀。
在此战中，八路军115师在林彪的指挥下歼敌1000余人，击毁汽车100余辆，缴获一批辎重和武器，取得了全国抗战开始以来中国军队的首次大胜利。
并且115师的伤亡人数保持在了四百到六百人之间，是抗战中少见的伤亡少于日寇的战役。
而这场胜利最大的意义不是歼敌1000多人，在当时全国都笼罩在亡国论的阴霾之下，觉得日军不可战胜。
但平型关大捷打破了日军不可战胜的神话，极大地增强了全国人民和各爱国武装力量坚持抗战的信心和决心。同时提高了中国共产党和八路军的威望，为八路军在华北创建抗日根据地，开展敌后游击战争创造了有利条件，奠定了广泛的群众基础。
