民国32年3月，蒋介石掀起了第三次“反共高潮”。驻鄂东和豫东南地区的李宗仁部和豫南挺进军第四游击纵队经常与我驻大、小悟山之新四军第五师磨擦。民国33年又三次大规模地进攻大悟山，企图挤走五师部队。
     大山寺在大悟山的正北方向，离五师司令部驻地——白果树湾30余华里。这里有一条东西走向、绵延40华里的山岭，森林茂密，山峭路隘，构成一条南北自然屏障。13旅驻扎在这一带，守卫着大悟山北线。旅部驻大山寺南麓陈家湾，指挥阵地设在大山寺。37团驻胡家河，警戒小河方向的日伪；38团驻大山寺东南马吼岭，指挥地设在大包子，从右翼扼守大山寺；39团驻大山寺西南杨家院子，指挥阵地设在歪边咀，从左翼扼守大山寺。

     第一次战斗发生在2月中旬。

     2月11日，桂军39军51师103团及四游击纵队曹省三支队共4000余人，从王家店、汪洋店向五师13旅阵地进攻。桂军103团占领我右翼阵地老虎岩，掩护曹部向我39团进攻，企图夺取娘娘顶、桐子岩、歪边咀，迂回包围大山寺。
     曹省三部攻占娘娘顶后，又向桐子岩、歪边咀猛烈进攻，激战两昼夜。娘娘顶高地，几度易守，最后我回师坚守桐子岩。两军相持三四天后，我38团一部和37团两个营以迅猛之势从右翼出击汪洋店、喻家河等地桂军，并分军向王家店进击。此时，桂军全线动摇，慌忙从老虎岩、娘娘顶等地撤至王家冲、王家店一线。
     这次战斗，我军伤亡百人左右，顽军伤亡六七百人。

     第二次战斗发生在5月上旬。

     5月7日，桂军189师565团及四游击纵队两个支队共5000余人，自宣化店南下抵冷涂冲一带，再次向大山寺一线阵地进攻。8日晨，桂军进攻大山寺、大包子、七里岗；四游击纵队进攻娘娘顶、桐子岩、歪边咀。下午，桂军占领大包子。我与桂军争夺大包子，历时3天，战斗十分激烈。13旅作战科长宋斌英勇牺牲。第三天夜晚，37团2营、1营及旅部特务连第一排由大山寺向大包子反击；五师特务团由毛家集、七里岗东向老虎岩反击；38团由七里岗向大包子反击；39团向娘娘顶反击。经过几十分钟的激战，我军相继夺回大包子、娘娘顶等阵地。桂军陆续撤至冷家冲、涂家冲、王家店、丰家店一线。至此，我军第二次保卫大悟山的战斗胜利结束。是役共毙、伤、俘桂军700余名。

     第三次战斗发生在8月下旬。

     8月22日，桂军189师565、566团配合四游击纵队一部共10个营的兵力，由王家店进到汪洋店、老虎岩一线。四游击纵队占领汪洋店，向歪边咀进攻；桂军两个团向大山寺、七里岗一线进攻。桂军多次强攻大包子，均被我军击退。第二天，桂军由老虎向大山进攻，亦被我军击退。第三天，桂军集中主力突破我大包子、七里岗之间的38团1、3营结合部阵地，我当即组织38团2营配合守大包子1营之一部向其反击，经激战，夺回原有阵地。当晚，五师特务团从七里岗以东的毛家集向老虎岩反击，37团和38团亦由大包子向老虎岩反击，经几小时战斗，将桂军逐至老虎岩以北地区。39团向汪洋店反击，占领汪洋店等地。桂军在汪洋店以北至冷家冲一线与我军相持数日。
     相持期间，张体学、熊作芳率领41团、42团和自卫1团等部，经华家河、黄陂站向丰家店、三里城等地迂回；罗礼经光地方武装袭扰桂军后方。桂军和四游击纵队腹背受击，乃至8月28日撤至王家店、丰家店。第三次保卫大悟山的战斗宣告结束。
     三保大悟山战斗对巩固抗日民主根据地、保卫鄂豫边区抗日游击战争的指挥中心有极其重要的意义。但由于我军始终处于消极防御的作战状态，以致陷于被动。