1942年9月，晉西北軍區(qū)改為晉綏軍區(qū),，賀龍為司令員,，關(guān)向應(yīng)為政委，周士第為參謀長(zhǎng),，甘泗淇為政治部主任,。同年，賀龍任陜甘寧晉綏五省聯(lián)防司令員,，在延安工作,。晉綏軍區(qū)軍事工作由周士第主持。

　　周士第和晉綏軍區(qū)領(lǐng)導(dǎo)用3個(gè)多月的時(shí)間指揮武工隊(duì)襲占敵據(jù)點(diǎn)50多個(gè),，改變了1000多個(gè)村莊的面貌,，爭(zhēng)取了100多個(gè)日偽村政權(quán)轉(zhuǎn)變成為實(shí)際上為我方服務(wù)的“兩面政權(quán)”,，摧毀了敵偽村級(jí)政權(quán)800多個(gè),，進(jìn)一步鞏固擴(kuò)大了晉綏抗日根據(jù)地。

　　1943年8月，周士第升任晉綏軍區(qū)副司令員,。這時(shí),，正值國(guó)民黨頑固派準(zhǔn)備掀起第三次反共高潮，抗日根據(jù)地面臨著嚴(yán)重的威脅,。周士第一面在部隊(duì)里開(kāi)展揭露國(guó)民黨頑固派破壞團(tuán)結(jié),、發(fā)動(dòng)反共內(nèi)戰(zhàn)的陰謀活動(dòng)，一面積極做好日軍秋季“掃蕩”的備戰(zhàn)工作,。

　　9月1日,，日軍五十九旅團(tuán)、獨(dú)立第三混成旅和大批偽軍,，瘋狂進(jìn)犯晉綏抗日根據(jù)地,。在日偽進(jìn)攻期間，周士第部署軍區(qū)主力部隊(duì)分散在各地,，一方面協(xié)助農(nóng)民加緊秋收,，免遭日偽搶糧；另一方面尋找有利時(shí)機(jī),，狠狠打擊敵人,；并命令各地武工隊(duì)和民兵采取“敵進(jìn)我進(jìn)”的戰(zhàn)術(shù)，趁敵人傾巢而出之際,，切斷交通線,，襲擊敵據(jù)點(diǎn)。在此戰(zhàn)術(shù)下,，日偽“掃蕩”部隊(duì)很快陷入人民戰(zhàn)爭(zhēng)的汪洋大海中,，處處被動(dòng)，疲于奔命,。在不斷遭受打擊的情況下,，日軍五十九旅團(tuán)主力被迫退回原據(jù)點(diǎn)防守，只留下八十五大隊(duì)繼續(xù)“掃蕩”,。

　　9月27日,，日軍八十五大隊(duì)企圖偷襲駐山西興縣的八路軍晉綏軍區(qū)機(jī)關(guān)。周士第得到情報(bào)后,，迅速率領(lǐng)軍區(qū)機(jī)關(guān)人員掩護(hù)群眾轉(zhuǎn)移,，讓敵人撲了空。敵人不甘心失敗,，又向興縣周邊其他地區(qū)“掃蕩”,，并于10月4日奔至黃河?xùn)|岸的黑峪口，開(kāi)炮轟擊八路軍一二跂師駐盤塘的河防部隊(duì),，被八路軍擊退,。當(dāng)天傍晚,，日軍八十五大隊(duì)又竄至趙家川口村。

　　周士第從得到的情報(bào)綜合判斷：雖然敵人武器先進(jìn),，且有飛機(jī)隨時(shí)支援,，但士氣低落。我軍完全可集中兵力,，殲滅這股孤軍深入的敵人,。

　　經(jīng)過(guò)充分研究討論后，周士第將他的作戰(zhàn)計(jì)劃迅速報(bào)告給中共中央晉綏分局和賀龍,。分局和賀龍當(dāng)即批示同意,。周士第和八路軍晉綏軍區(qū)領(lǐng)導(dǎo)決定：在這股日偽軍撤退時(shí)，集中近7個(gè)團(tuán)的優(yōu)勢(shì)兵力,，在民兵,、游擊隊(duì)的配合下，采取沿途分段伏擊,、逐步消耗的策略,，在運(yùn)動(dòng)戰(zhàn)中最終全殲這股敵人。

　　10月5日,，這股日偽軍由趙家川口出發(fā),，行至小善畔村附近，和在高地上的八路軍三個(gè)連發(fā)生戰(zhàn)斗,。八路軍的三個(gè)連按照周士第的部署,，逐步后撤，誘敵深入,，將敵人誘到事前設(shè)下的伏擊圈,，對(duì)敵實(shí)行第一次包圍。在民兵和群眾的支援下,，八路軍打退了日偽軍在飛機(jī)配合下的3次突圍,。

　　戰(zhàn)斗中，周士第見(jiàn)敵人瘋狂炮擊西北,，立即判斷敵人想聲東擊西,，于是連夜派出部隊(duì)急行軍趕到戰(zhàn)場(chǎng)東南，又組成兩個(gè)伏擊圈,。6月2日夜9時(shí),，大股敵人果然向東南突圍，隨后在劉家莊到康寧一帶陷入八路軍的第二次包圍中,。

　　雙方激戰(zhàn)至8日凌晨,，日軍開(kāi)始向南突圍，但逃竄至白文鎮(zhèn)附近,，遭民兵阻擊,，在周士第指揮下,，八路軍各團(tuán)火速趕到，隨即在花子村附近把敵人第三次包圍起來(lái),。戰(zhàn)斗至黃昏時(shí)分，日偽殘部東逃至興縣東南20公里的甄家莊,，爬上東南的高山固守,，被追擊而來(lái)的八路軍第四次包圍。敵機(jī)前來(lái)空投補(bǔ)給,，但由于地形所限,，補(bǔ)給物資多半不能落到敵人手里，反而被八路軍繳獲,。周士第根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì)判斷：敵人已被消耗過(guò)半,，但困獸猶斗，為了減少己方的傷亡,，決定“網(wǎng)開(kāi)一面”,，在其出逃過(guò)程中尋機(jī)殲滅敵人。他根據(jù)地形,，再次準(zhǔn)確判斷日軍可能突圍的路線,，并立即命令部隊(duì)事先沿途設(shè)伏，并部署武工隊(duì)在周邊破壞公路,，騷擾敵據(jù)點(diǎn),，使其他敵人無(wú)法前來(lái)增援。

　　一切就緒后,，周士第命令三面圍攻,，僅放開(kāi)東面誘敵出逃。日偽已連續(xù)被八路軍圍攻了三晝夜,，見(jiàn)“有機(jī)可乘”,，立即向東突圍，剛剛逃至鄭家岔喘息的時(shí)候,，卻發(fā)現(xiàn)被團(tuán)團(tuán)圍困在山溝里,，陷入了八路軍的第五個(gè)包圍圈。敵人發(fā)動(dòng)5次突圍,，均被擊退,。周士第見(jiàn)時(shí)機(jī)成熟，指揮八路軍,、游擊隊(duì),、民兵發(fā)起全面進(jìn)攻，戰(zhàn)至11日拂曉,，除幾個(gè)和部隊(duì)走散的敵人逃走外,，這股日偽軍被八路軍全殲,。

　　周士第指揮的此次戰(zhàn)斗，創(chuàng)造了八路軍用步槍殲滅陸,、空軍配合之?dāng)车膽?zhàn)例,。日軍準(zhǔn)備進(jìn)行兩個(gè)月的大“掃蕩”計(jì)劃，僅40天就被晉綏軍民粉碎,。