3日夜，徐旅长与各部干部商议，判断日军定会组织反扑，可以再次打一个伏击战，于是留688团和晋豫边游击支队继续在町店附近隐蔽待机，其余部队北撤以迷惑日军。
7月4日，日军数架飞机，飞在下孔、八甲口等地，疯狂轰炸和扫射，大肆扫射轰炸町店及附近地区。为他们复而西进做准备。
近上午十时，日军25师团骑兵联队数百人，又向町店扑来。八路军687团的1营、2营在美泉村后高地策应，一个营在蒿峪三官庙西边的山地埋伏阻击日军，688团把下黄的日军骑兵包围，驻圪针树腰的晋豫边区游击队在上黄堵口，不许日军西进，日军又被围在上至上黄、下至美泉这段芦苇河谷地里乱成一团。
日军骑兵很快被688团消灭，町店一带日军受八路军伏击死伤惨重。
直至黄昏，日军企图从上黄夺路而逃，又受到晋豫游击队的沉重打击。守在美泉、三官庙的八路军，激战到深夜，打败日军多次反攻。
日军全线失利，带着伤员向晋城溃退。
7月6日，当日军在炮火掩护下，从东西两路反扑到町店沿河一带，集结于大宁、町店、上孔等地，分三路进攻我344旅指挥部驻地苏家岭村、张山村时，我344旅早已转移。
八路军在町店地区的连续两次战斗，毙伤日军近千人，俘虏4人，缴获重机枪8挺，轻机枪30余挺，步枪900多支，掷弹筒100多个，迫击炮33门（其中82炮15门，60炮18门），战马130余匹，击毁日军汽车近30辆。八路军牺牲143人，负伤366人。
1938年7月15日，重庆新华日报曾以题为《町店浴血战》的文章向全国作了报道，据说白党中央通讯社也播发了这篇文章。为纪念这次战斗，阳城县政府特修建了町店战斗纪念碑。
就在344旅带着687、688团在晋东南过瘾的时候，689团却和他们不在一起。
689团参加晋东南反日军“九路围攻”的襄垣之战后，八路军总司令朱老总、野战政治部主任傅总、129师师长刘伯承、副师长徐老总等领导，曾亲临689团慰问，表扬689团说：
你们打得好，打出了八路军的威风，中国人民会为你们而骄傲的。
考虑到我们团伤亡太大，总部首长便决定调我们去冀南休整扩军。
这时候，我八路军已有386旅副旅长陈再道率八路军东进纵队、宋任穷同志率八路军骑兵团挺进冀南隆平、南官一带活动。689团再去此地区，既可得到休整补充，又可加强这一地区的抗日力量，的确是我八路军灵活行动的良策。
1938年5月初，八路军129师副师长徐向前率129师769团和115师689团，并指挥八路军第五支队南下会合，向冀南平原挺进。