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11月8日夜，日本驻屯军第十九师团第73联队第一大队在温井休息，9日凌晨，该大队第3中队作为先遣队向北镇开进，最终目标是碧潼。去北镇的道路是第二大队昨晚安全走过的，因而第一大队没有采取特别警戒措施也不无道理。前进的道路是朝温井川河口敞开的宽约1000米的细长谷地，两侧有高150—300米左右的多岩肌和杂木林的险峻山峦。
拉着第3中队的十几辆五十铃卡车纵队浩浩荡荡地进入两水洞的隘路，完全出乎意料地立即受到前方和左右高地的猛烈射击。发起攻击的两天前渗透进温井地区的中国国防军第八集团军第20山地师的一支后卫部队，如果再允许日军前进将会和第20师的后勤部队遭遇，没有办法的情况下，温井伏击战打响了西线战场的第一枪。
国防军第八集团军20山地师作为首批作战部队，秘密入韩后奉命向温井推进，师长乔峥、参谋长张玉华根据上级指示和当时情况，判断敌已占温井，也可能继续向北推进，遂令部队抢占温井西北216高地至北镇一线高地做好战斗准备。25日9时许，当日军第3中队乘车由温井向北镇疾进至温井以西13公里两水洞时，20师的2003团迅速出击，利用团属迫击炮火力对敌汽车部队进行持续打击，在国防军密集的机枪火力下，日军几乎没有抬头还击的机会。
驻屯军第十九师团第73联队的其他部队迅速接近交火地域，从火力点的数量判断对方兵力并不多，马上发起进攻，可是越前进敌火力越猛烈，情况好像跟日军所判断的情况大不一样，这时候他们还没有意识到对面的中国军队已经换装了“连弩”半自动步枪，而且大批老旧的麦德森轻机枪已经退役，除了每个排一挺“统治者”通用机枪之外，大批的“冲击者”冲锋枪和08式榴弹枪成了半自动步枪的补充火力，这让中国国防军的基层火力比起日军来足有五倍以上的优势。不久，觉察到后方被切断，第73联队在没有任何依托的河谷中被包围了。
虽然双方