1944年，当新四军第五师在大悟山区对日伪军进行艰苦的反“扫荡”战时，国民党顽军不抗日，反而不断进攻新五师抗日根据地。2月至8月，曾3次大举进攻大悟山区，企图抢夺我新五师指挥阵地，五师将士和地方革命武装奋起反击，展开了浴血奋战，史称“大悟山保卫战”，又称“大山寺保卫战”。

第一次战斗发生在2月中旬。2月11日，顽军桂三十九军五十一师一0三团和经五战区第四游击纵队曹省三部共4000余人，由王家店、汪洋店一带向驻扎在大山寺一带的新五师十三旅进攻。顽军一。三团攻占十三旅的右翼阵地老虎岩后，便掩护曹部向十三旅三十九团进攻，攻占了娘娘顶阵地，又企图抢夺桐子岩、歪边咀等高地，继而包围十三旅指挥阵地大山寺。激战一天，敌人的目的未达到。当夜，十三旅三十九团以1个连的兵力进行反击，夺回了娘娘顶阵地。后又经4天激烈的拉锯战，阵地几度易守。15日，十三旅三十七团、三十八团各一部奔袭汪洋店、喻家河、王家店等地，顽军后方起火，遂全线崩溃。该战歼顽敌600余人。第二次战斗发生于5月上旬。5月7日，敌顽一八九师五六五团及第四游击纵队2个支队共5000余人，再次进攻五师十三旅大山寺一线阵地。8日晨，顽军进攻大山寺、大包子、七里岗等阵地，第四游击纵队进攻娘娘顶、桐子岩、歪边咀等阵地。激战至下午，十三旅大包子阵地失守。为争夺大包子阵地，双方血战三天，十三旅作战科长宋斌牺牲。第三日夜，十三旅三十七团一、二营及旅部特务连一排由大山寺向大包子阵地反击，三十八团由七里岗向大包子阵地反击，三十九团向娘娘顶阵地反击，特务团由毛家集、七里岗东侧向老虎岩阵地反击，终于夺回大包子、娘娘顶等阵地。顽军溃退到冷涂冲、丰王店一带。是役共毙、俘顽军700余人，十三旅亦伤亡400余人。

第三次战斗则在8月下旬进行。8月22日，顽一八九师五六五、五六六团及第四游击纵队一部共10个营兵力，由汪洋店、老虎岩一线向十三旅发动第三次进攻。第四游击纵队向歪边咀阵地进攻，顽军向大山寺、七里岗一带阵地进攻。24日，顽军曾突破十三旅三十八团一、三营阵地结合部，但很快被击退。当日晚，十三旅特务团从毛家集向老虎岩反击，三十七团、三十八团由大包子向老虎岩反击，将顽军逐至老虎岩以北地区；三十九团向汪洋店反击，占领了汪洋店地区。其间，五师十四旅四十一、四十二团及第一军分区自卫一团，分头经华家河、黄陂站向丰家店、三里城等地迂回袭扰顽军后方；中共罗礼经光县地方武装亦配合行动。顽军腹背受击，且惧怕五师的夜战，遂于28日撤离大悟山区。第三次保卫战胜利结束。

大悟山保卫战的胜利，保卫和巩固了五师抗日根据地，粉碎了国民党顽军对鄂豫边区发动的第三次反共高潮。