百團大戰第2階段開始後，358旅奉命率716團和4團支援129師在正太線上的河北正定至山西太原作戰。因這一線有230公里，是日軍華北方面軍的重要戰略運輸線，司令員爲田駿中將。此前，田駿中將親自部率指揮作戰，佔領了軒崗。
軒崗是寧武、忻口間的一個集鎮，原爲八路軍屬地。日軍佔領了軒崗後，加固了圍牆，改造了水圍壕。
9月，716團奉命參加軒崗戰役。
9月14日夜，總攻開始了。經過兩天戰鬥，掃清了外圍據點。
9月16日夜，擔負從正面突擊任務的716團，對軒崗發起了總攻信號。團長黃新廷果斷指揮，破障組在火力的掩護下，以各種就便器材在障礙物中開闢通道。
部隊冒着日軍的炮火，越過了水壕。
手榴彈組以排子手榴彈掩護架梯組架梯，突擊隊迅速多路登梯，爬上圍牆，突入圍內，兄弟部隊也相繼突入。
在四面猛攻下，軒崗日軍的各據點的守軍被包圍分割，各個擊破。到21日，除少數日軍逃跑外，日軍基本被殲滅。繳獲重機槍5挺，迫擊炮2門。9月26日，賀龍師長在戰鬥總結時表揚了716團。
軒崗戰鬥一結束，9月27日又奉命發起了段家圩攻擊。段家圩也是一個水圩子，四周有一道圍牆，牆外有10多米寬的水壕，水深2至3米，村外地形平坦，阿木君及所屬600餘人駐紮在這裡。阿木君借段家圩有利地形，築起了3個大碉堡和10餘個小地堡，水壕外設置了密集的鹿砦。爲便於其觀察和實施火力封鎖，還強行拆毀了四周300米以內的民房。該地工事堅固，號稱“鐵桶”，易守難攻。
旅政委張平化親自到716團作動員，決心集中優勢兵力，四面包圍日軍，以奇襲與強攻相結合的辦法，一舉殲滅段家圩的日軍。
10月1日晚，716團經80餘公里急行軍，於2日3時許，分別進到預定位置。突襲戰鬥，就這樣，從7個方向開始發起了。
4時，2營、3營突擊隊開始攻擊前進。突擊隊通過了水壕，挪開了鹿砦石，對木樁進行突然爆破，驚慌失措的日軍急忙向後退逃。正待發起衝擊時，日軍地堡裡的機槍向他們猛烈射擊。隨即，突擊隊由奇襲轉入強攻。突擊1小組實施正面火力牽制，2小組從左側迂迴，4小組和5小組從右側**。4小組的突擊隊員李彬接近地堡時，他機智地拿起一條扁擔向地堡扔去，日軍誤認爲是爆破筒，慌忙躲藏，3名突擊隊員趁機衝入，三面合擊，攻佔了地堡。4時30分，3營9連利用突擊隊打通的通道，首先奪取了東北角大碉堡，突入圩內。
7連和8連從9連兩側發起進攻，也相繼突入圩內，以大刀、刺刀與日軍展開了白刃格鬥。
2營4連在3營9連突擊後不久也攻入殲滅了西南角大碉堡裡的日軍。
5連和6連分別從西面和南面發起攻擊，也很快突入圩內。
段家圩的日軍遭四面突擊，首尾不能相顧，處處捱打。只經24小時戰鬥，除阿木君率三四人逃跑外，全部被殲滅。
10月3日，716團返抵婁頂地區集結。至此，358旅參加百團行動宣告結束。全旅共進行了大小戰鬥行動19次，破壞鐵路120公里、橋樑5座。
百團大戰的勝利，讓中國人民看到了抗日勝利的曙光。朱德在慶祝百團大戰勝利大會上說：“百團大戰是對付敵人囚籠政策的辦法，這個辦法還能拖住敵人，延緩敵人進攻我們的大後方計劃。”蔣介石也高興地致電朱德和彭德懷：“貴部窺此良機，斷然出擊，予敵甚大打擊，特電嘉獎。”