为适应抗日战争形势需要，1937年10月，第359旅委派刘道生、陈宗尧带领由旅直特务连抽调的1个排约20余人和第717团抽调的各级副职干部组成的武装工作队，并令第717团第10连连长黄明政、指导员刘发秀率领全连官兵负责掩护，开赴河北省平山县开展创建抗日根据地和扩充主力部队的工作。
在当地党组织和群众团体的大力支持下，武警工作队很快打开了工作局面，迅速扩兵2500余人，组建了平山团和平山独立营。陈宗尧为平山团团长，刘道生负责地方工作兼平山团政委，不久由李铨接任政委。11月9日，平山团由洪子店出发，开赴山西，12月初，进至崞县、杨壬、西会一带归建第359旅，初始命名为第719团。
与此同时，第359旅还委派###科长曾涤带领1个连和火线剧团，组成战地工作服务团，深入到晋西南的侯马、赵城、洪洞、曲沃、闻喜等地，开展抗日宣传和扩兵工作。经过1个多月的辛勤工作，扩充新兵3500余人，组建成侯马新兵团，除奉命调拨给第115师6个新兵连外，其余归属第359旅。
1937年12月，曾涤所率侯马团第3营及第1连和旅直警卫连共7个连约800余人，拨入平山团，使平山团达3300余人，编成3个营及团直属队。每营均为5个步兵连，团直为团部（司政）、供给处、卫生队、担架连、工兵连、警卫连、特务连等单位。因当时扩充与成立团之先后和配备干部等关系，最后定名为第718团。团长陈宗尧、政委罗章、副团长徐国贤、参谋长左齐、政治处主任李铨。为使新建团继承发扬红军的优良传统，又从第717团抽调第2连、7连和全团副排以上副职军政干部充实第718团，原第359旅第718团脱离旅建制，转隶八路军留守兵团，改称警备第8团。
以侯马团及崞县团一部，派出第717团的领导和骨干，组成第719团，该团开始一度称为第718团，最后定名为第719团。团长贺庆积、政委陈文彬、参谋长尹保仁、政治处主任江勇为。侯马团一部和忻（县）崞（县）游击支队拆散建制，分编到旅直和第717团，这时，第359旅兵员达12000余人。
这些红军中的革命种子，在抗日战争中迅速生根，开出了革命之花；这些都成为后来人民解放军第4师的基础和组成部分。
一举收复7座县城
1938年2月下旬，敌调遣华北方面军第109师团、驻绥蒙军第26师团及伪军李守信一部共万余人，分5路向晋西北抗日根据地发动首次围攻。
为了歼灭进犯之敌，保卫晋西北广大地区，第120师由平社地区赶回晋西北内地。第359旅、358旅逼近岢岚城，以一部佯攻五寨城，准备截击岢岚撤退之敌和打击可能增援之敌。
3月7日，第359旅第717团及第718团第2营向岢岚城郊之敌发动围攻，进行袭扰。10日，敌弃城突围北逃，岢岚为我收复。第359旅追击敌至三井镇，歼敌300余人俘敌人28人，缴获山炮1门。其余日军逃往五寨。
五寨是个中心县城，城内守敌1000余人，且城墙坚固，并与外围的义井、三岔堡构成犄角之势，易守难攻。八路军决定用围城打援办法歼灭该敌。第718团和当地游击队围困五寨；第358旅和第359旅第717团分别进至五寨至义井镇、五寨至三岔堡之间，待机歼敌。
五寨之敌在我围困袭扰下，惶惶不安，频频求援。3月17日，神池之敌出动1000余人增援五寨，进至义井镇以南之虎北村、山口村一带，被第358旅击溃。18日，三岔堡日军山动200余人增援五寨，又被第359旅717团击溃，歼其一部。19日，第359旅第718团夜袭五寨城，五寨之敌慌忙向神池撤退。五寨当即收复。
此时，在北面及敌后活动的第719团、警备第6团、雁北支队及地方游击队等，积极袭扰敌人，破坏交通，断敌补给，对敌造成很大威胁。3月20、21日，保德、河曲、偏关之敌先后弃城东撤，我军收复3城。23日，神池之敌在第358旅、359旅压迫下，弃城逃往朔县，我收复神池。
神池光复后，侵入晋西北根据地之敌，除宁武县尚有1500余敌外，均已被击退。贺、关首长决心乘胜歼灭宁武之敌，部署以第716团、第718团第2营围困宁武；以第358旅、359旅第717团于宁武至阳方口之间的石湖河地区，待机歼灭撤退或增援之敌。31日，敌由朔县出动步骑600余人经阳方口驰援宁武，进至石湖河时遭到第717团的伏击。宁武之敌500余人出城反扑，第358旅第715团适时赶到，与第717团对该敌形成夹击。激战至黄昏，宁武出援之敌退守城内，朔县出动之敌窜回阳方口，此战共歼敌300余人。与此同时，第718团第3营在神山村一带顽强击退由原平驰往增援之敌。宁武之敌待援无望，难以固守，遂于4月1日晚突围北窜。我收复宁武。
至此，反击日寇对晋西北根据地的首次围攻战役胜利结束。第120师歼敌1500余人，缴获山炮1门，枪200余支，汽车14辆，骡马100余匹。收复岢岚、五寨、保德、河曲、偏关、神池、宁武等7座县城。此役的胜利，沉重地打击了日寇，扩大了中国共产党和八路军的影响，增强了根据地军民的抗战信心，巩固了晋西北抗日根据地。
机动灵活地开展晋东南游击战
改编后的红军部队，在毛泽东游击战思想指导下，开展了个各种机动灵活的游击战。下面举4例以作说明：
太谷麻雀战
1937后11月26日，日寇以步兵500余人，附骑兵1个连，火炮6门，汽车2辆，由太谷向范村进犯。
第771团1连以灵活机动的战术，三五人为一组，充分利用有利地形，分散隐蔽在10余里长的路旁山林间，主动出击，随时转移，使敌进攻时找不到目标。与敌作战7小时，毙伤敌100余人，击毁敌汽车1辆，我无一伤亡。成为晋东南前线正规部队打“麻雀战”的先例。第129师对此战给予高度评价，称为“从此叫麻雀仗”，“这是我们第771团发明的作品”，“此后这种打法，就散布运用于我军了”。
长生口伏击战
1938年2月22日，第771团与第772团埋伏于长生口、核桃园一线，伏击由井陉援助旧关之敌。
晨6时，日军警备队长荒井丰吉率快速部队200余人，乘汽车8辆出援。行至长生口地区，第771团与772团突然发起攻击。经5小时激战，毙荒井丰吉以下130余人，生俘日军1人，击毁汽车5辆，缴获迫击炮3门，重机枪2挺、步枪50余支。
神头岭伏击战
邯（郸）长（治）公路是敌重要的后方补给线，运输频繁。黎城是敌人在这条运输线上的重要兵站，有200余人守备。黎城以东之涉县有敌400余人；黎城东南之潞城有敌第16师团和第108师团的步骑2000余人。该敌装备较好，加之在入侵过程中，没有遇到国民党军的抵抗，也未发现我军行动企图，思想上比较麻痹。我第129师决心佯攻黎城和阻击涉县之敌，吸引潞城敌人来援。
我第771团在张家庄、王家庄设伏，从正面攻击敌人，并派1个连在战斗打打响后破坏浊漳河赵店大木桥，断敌退路。第772团、补充团在公路两侧设伏。
3月16日4时，我第769团第1营袭入黎城，歼敌100余人后撤出城外。9时，由潞城出援之敌1500余人，进入我伏击地区。我第771团拦头，发起猛烈攻击，友邻2团由公路东西两侧向敌猛攻，夹击敌人，将敌截为数段。敌在狭窄地形上负隅顽抗。激战2小时，敌除百余人拼死突围外，其余全部被我歼灭。
当神头岭围歼战正激烈进行时，黎城敌一部向神头岭方向急进，企图接应被围部队。敌进至浊漳河赵店时，我第771团特务连已将桥炸毁，并进行阻击。敌以猛烈炮火掩护强修赵店桥，桥修复后，神头岭敌已被歼，援敌窜回黎城，桥复被我炸毁。
响堂铺伏击战
响堂铺位于邯郸长治公路黎城至涉县之间，该处南侧多是高山悬崖，北侧多为起伏状山地，日军依山顺沟修了一条简便的汽车路，当时是日军由邯郸进犯山西翻越太行山的咽喉之地。
据侦知，敌运输车队将在3月31日由长治返回武安。第129师首长决心利用响堂铺附近有利地形，采用待伏战术，再次打击邯长公路之敌。
30日夜，第771团与第769团分左右两翼秘密进入伏击地区。次日，敌14师团所属之两个汽车中队汽车180辆，载掩护部队170余人，由黎城经东阳开来，9时全部进入伏击区。
我设伏部队飞奔而出，与敌短兵相接，展开刺刀格斗。敌在我突然攻击下，惊慌失措，多数机枪、迫击炮未来得及架起便被击毙在汽车上，少数钻到汽车下面顽抗，但迅速被我消灭。
第771团3连战士袁开忠与敌搏斗时，手中武器被敌打落，仍紧紧扭住敌人不放，最后咬住敌人的脸，趁机拣起石块将其砸死。经2小时激战，将敌掩护部队170余人全部消灭，汽车180辆全部焚毁。
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解放战争序幕拉开时，独立第4旅组建
抗日战争胜利后，中国革命进入了全国解放战争时期。
在解放战争中，独立第4旅改为中国人民解放军第2军第4师。而独立第4旅则由上述各支抗日团队（后来成为4师的红军底子部队）改编而成。
独立第4旅于1945年11月8日在山西省汾阳县三泉镇以西的员庄召开命名大会，宣告成立，归吕梁军区指挥。吕梁军区司令员兼政治委员张宗逊，副政治委员兼政治部主任罗贵波，副政治委员解学恭，参谋长张希钦。独立第4旅旅长顿星云（晋绥军区第8军分区副司令员，原358旅第715团团长），政治委员杨秀山，参谋长谷志标，政治部主任何辉。
独4旅编有第11、第13、第14团。
第11团，原是抗日战争时期冀中军区警备旅第2团，1943年9月调归晋绥军区第8军分区建制为第2支队，后改为吕梁军区独立第11团。划归独4旅时，团长林海青，政治委员孙继铮。
第13团，原是抗日战争时期山西新军决死第2纵队第5团，1942年底，改为晋绥军区第8军分区第5支队，第4军分区组建时，该支队划归第4军分区建制，后改为吕梁军区独立第13团，仍归第4军分区指挥。独4旅组建时，团长王文礼，政治委员曾光明。
第14团，原为抗日战争时期第115师晋西支队（通称陈士榘支队）第3大队，后改为洪赵纵队、洪赵支队，吕梁军区独立第14团。划归独4旅时，团长李述应，政治委员吴鉴群。
独4旅组建时，各团均辖2个营，时第358旅部分干部和所属第716团3个红军连及独立第1旅部分分队，在晋中平川扩兵，扩兵后拨归独4旅，使独4旅所属各团都编满了3个营。独4独所属3个团的领导大多数是红军干部。
1945年8月，晋绥军区炮兵营（原称第120师炮兵营，归第358旅指挥，亦称第358旅炮兵营），以副营长杨春芳和副连长唐琨带2连（山炮连）3排成立吕梁军区炮兵营第1连，独4旅成立后，归独4旅指挥。
独4旅组成后，奉命率第13团、14团向隰县、灵石、汾西地区进军，担负开辟与扩大晋绥军区第9军分区的任务。11月15日，独4旅从汾阳县之员庄、南北马村出发，于17日进入隰县、灵石、汾西地区。以第13团、14团分路配合作战，结合政治争取，连续攻克汾西之庆余、前王堤，�