1943年秋天，新四軍二師五旅十三團按照上級部署，集中在安徽省天長縣漢澗一帶整訓。8月16日，十三團接到報告：六合縣八百橋日軍1個小隊、偽軍兩個連，到四合墩一帶“掃蕩”、搶糧。

為打擊敵人，保衛秋收，十三團決定派第二營、團偵察隊先頭出發，于17日拂曉前占領桂子山，并設置阻擊陣地；團偵察隊繼續向八百橋方向偵察前進，將敵人誘至陣地前；團直屬隊和第一營、第三營埋伏在桂子山附近，準備從側翼包抄敵人。

天亮后，十三團偵察隊沿著八百橋方向偵察敵情，途中同敵人部隊遭遇。偵察隊邊打邊退，誘敵深入。敵人隨后趕來，很快來到桂子山，遭到二營的猛烈阻擊。敵人稍稍退卻后，十三團正準備對敵人發動攻勢，突然接到報告，有七八百日偽軍攜帶大炮向戰場趕來。十三團指揮員沉著應戰，隨即做出布置：調第二營五連、六連占領桂子山對面的丁家山頭，四連占領桂子山北面的無名高地，一營跑步沿著山下的道路，由北向南從正面向敵人沖擊，把敵人的隊伍從中間切斷；指揮所設在丁家山頭北面的黃泥山北坡上，三營為預備隊，隨團指揮所行動。

9時許，敵人向新四軍陣地發起進攻，戰斗異常激烈。四連守衛的無名高地成了敵我爭奪的焦點。敵人企圖先集中力量把無名高地拿下，再奪取路西一線的丁家山頭。敵人在炮火掩護下，連續攻擊7次，均被四連擊退。

敵人無法攻上四連守衛的無名高地，便把主要攻擊力量轉向五連、六連陣地。五連、六連連續打退了敵人的數次試探性進攻后，敵人集中了所有重型火力，并調集了預備隊，向五連、六連發起大規模進攻。十三團指揮員立即決定把預備隊投入戰場。

三營的七連、八連奉命前往五連、六連陣地，和五連、六連并肩作戰，又打退了敵人的十余次進攻。敵人死傷慘重，于是施放毒氣，不少戰士中毒昏了過去。但大部分戰士用濕毛巾捂著口鼻繼續戰斗，終于打退了敵人的進攻。

戰至16時，五旅首長派特務營趕到戰場支援十三團。特務營從敵人的側后方發起突然襲擊，打得敵人亂了陣腳。16時50分，隨著嘹亮的沖鋒號聲響起，十三團參戰部隊從幾個方向同時發起沖鋒，一鼓作氣把敵人全部壓縮到桂子山腳下的幾個小村莊里，并乘勢包圍起來。夜8時許，龜縮在莊子里的日偽軍再次施放毒氣，向八百橋方向突圍。十三團乘勝追擊，又消滅了不少敵人。

桂子山戰斗，十三團共斃傷日偽軍300余名，其中大部分是日軍。此次戰斗，沉重打擊了敵人的囂張氣焰，保衛了群眾的秋收。戰后，新四軍二師師長羅炳輝親自打來電話，對十三團予以表揚。