新四軍八團粉碎了裴家軍對王元山的襲擊，迫使裴世充和裴元理縮了回去。
對于舒城地方武裝襲擊新四軍的惡性事件，新四軍第四支隊高司令立即照會戰(zhàn)區(qū)司令部，指出裴家軍這種卑劣的行徑，只能是使日本人快，而使抗日的新四軍痛。并指出：今后若再有這種針對新四軍的敵對行為，新四軍四支隊將全力回擊。
戰(zhàn)區(qū)司令部立即作出回應(yīng)：嚴飭裴氏父子的倒行逆施，令舒城地方政府對裴氏父子嚴加管束。
同時，戰(zhàn)區(qū)司令官李宗仁宣布：為了團結(jié)一切力量用于抗戰(zhàn)，凡第五戰(zhàn)區(qū)轄內(nèi)一切地方武裝統(tǒng)一編成抗日自衛(wèi)軍。在安徽，統(tǒng)一編成安徽人民抗日自衛(wèi)軍，由李品仙擔任自衛(wèi)軍總司令。
因此，在舒城，裴家軍改編為安徽人民抗日自衛(wèi)軍第三路軍，裴世充為總指揮，裴元理為副總指揮。
卻說八團在舒城和桐城的安合公路上設(shè)伏，意在襲擾和打擊南進和西進的日軍，以策應(yīng)國軍主力在武漢地區(qū)與日軍展開的大規(guī)模會戰(zhàn)。
1938年6月初，侵華日軍第6師團分兩路進攻安慶，其中一路坂井支隊由合肥南下，安(慶)合(肥)公路上幾乎每天都有大量日軍行動。
這一天，二營長何佳峻帶著全營正埋伏在從大關(guān)到小關(guān)的公路旁。突然觀察哨傳來信號，有大股日軍正順公路南下。
何佳峻遂令部隊準備戰(zhàn)斗。
約摸半個時辰，就見公路上日軍成三路縱隊魚貫而來。何佳峻從望遠鏡里看到，這股日軍前后排得竟有幾里路長，估計不會少于三千人。
看到如此多的敵人，營長何佳峻只得隱忍著。他通知部隊原地休息，靜待時機。
不幾，觀察哨又傳來信息，日軍一個后衛(wèi)隊約一個排又進入伏擊區(qū)域。
何佳峻分析，這可能是日軍的收容隊。此時這個收容隊雖然已成孤立之敵，但它與前面行進中的大部隊相距并不遠。如果開打，前面的日軍會很快回援。
沒法子，何佳峻只能眼睜睜地看到日軍的后衛(wèi)在自己的眼皮子底下走過去。
6月中旬的一天，柯川團長命令2營將伏擊陣地設(shè)在離公路60至100米的小樹林里，并在不遠的山嶺高處設(shè)置了觀察所，以觀察從舒城方向來的日軍動向。
柯川的戰(zhàn)略意圖仍是打日軍的伏擊，他將一營擺在桐城方向，警戒由南而北的敵人，將三營擺在舒城方向，阻擊可能由北而南增援的敵人。
他告訴二營何佳峻營長，如遇戰(zhàn)機，放心打。但必須凌厲果斷，速戰(zhàn)速決。
下午2時許，觀察哨發(fā)出信號，距伏擊地數(shù)里處發(fā)現(xiàn)日軍的先頭部隊正由北向南開進。
何佳峻像上次一樣，讓部隊迅速作好戰(zhàn)斗準備。
聽到命令，2營指戰(zhàn)員快速做好戰(zhàn)斗準備。不一會，日軍成三四路縱隊，以分列式行進，有騎兵、炮兵、步兵，約一個師的兵力。
何佳峻營長見敵眾我寡，仍不宜動手，就再次讓戰(zhàn)士們耐心地等待時機，靜觀敵情變化。戰(zhàn)士們眼巴巴望著敵人從眼皮底下大搖大擺走了。
不多時，山上觀察員又發(fā)出信號，日軍遠離大部隊的一個輜重隊正朝二營陣地的伏擊圈行進。何佳峻營長果斷發(fā)出戰(zhàn)斗命令。
這又是為什么呢？
原來何營長分析，這次雖然和上次的情況差不多，但這個輜重隊卻離前面的部隊較遠，估計是車輛在途中發(fā)生過故障，故而隔得遠。
還有，因高山阻隔，這邊開打，日軍的大部隊未必聽得到；即或聽得到，等到他們趕到，這邊的戰(zhàn)斗也差不多結(jié)束了。
再有，柯川團長交待了，兩頭都有部隊盯著，他可以放心打。
因此，機不可失，時不再來。何佳峻營長果斷地扣動扳機，頓時，槍聲、喊殺聲響徹山谷。
可是2營指戰(zhàn)員的一陣猛烈射擊，彈藥就告罄。何營長指揮部隊迅速出擊，沖下山與敵人短兵相接。
手持梭鏢和大刀的戰(zhàn)士們英勇拼殺，日軍見勢，拼命逃竄。
2營指戰(zhàn)員那肯放手，七里咯嚓，全殲了這股敵人。
有一個日軍可能被手榴彈炸暈，待他醒來時，戰(zhàn)斗已然結(jié)束。當他睜開眼晴的時候，突然被打掃戰(zhàn)場的新四軍發(fā)現(xiàn)。
新四軍戰(zhàn)士一見還有一個活著的鬼子，起初一愣，隨后就奮不顧身撲了上去，一個、兩個……足足有五六個人壓在那個日本兵身上。
就這樣，八團生俘了一個日本兵。
將日本兵五花大綁后，有一個戰(zhàn)士掀掉日本兵的帽子，故意驚詫地說道：“哎呀，日本兵也是人，并不是鬼耶?。?p> 說得大家哈哈大笑。
這時，偵察員又報告，舒城方向又有大批敵軍向南開來，南進之敵似也有部分返回，何營長當即命令部隊迅速撤出。
這次戰(zhàn)斗，一共殲滅日軍20余人，生俘日軍一人，并繳獲了大量的軍需品。而新四軍傷七人，陣亡2人。
大小關(guān)伏擊戰(zhàn)是新四軍4支隊八團在安合公路沿線打的第一仗，而且首戰(zhàn)告捷，它鍛煉和考驗了新四軍這支新組建的抗日部隊，鼓舞了敵后人民的抗戰(zhàn)信心和斗志。
據(jù)史學家考證，大小關(guān)伏擊戰(zhàn)還創(chuàng)下新四軍首次生俘日軍的戰(zhàn)績①。
誠然，新四軍為配合武漢會戰(zhàn)，曾經(jīng)在安合公路上設(shè)伏不止大小關(guān)伏擊戰(zhàn)這次。桐城淪陷后，新四軍4支隊繼續(xù)在合安路大關(guān)段等地抗擊日本侵略者，僅1938年9月，就在大關(guān)打了幾次伏擊戰(zhàn)。
據(jù)統(tǒng)計，除大小關(guān)伏擊戰(zhàn)后，在安合公路上設(shè)伏的還有：
9月19日，4支隊特務(wù)營一部在大關(guān)伏擊日軍，斃敵4名，奪回一批被日軍搶掠的民間物資。
9月29日，4支隊直屬隊又在大關(guān)地段設(shè)伏，斃敵6名，俘敵3名，斃敵戰(zhàn)馬10余匹。
白沙嶺(現(xiàn)屬大關(guān)鎮(zhèn)大關(guān)街與卅鋪街之間，206國道合(肥)安(慶)公路東側(cè))山坡隱蔽，崗隴起伏，公路兩側(cè)樹密，電話桿架有電線，敵駕車來去，旁若無人。
某日，新四軍埋伏于附近山巔，在公路彎曲處伐樹攔截，且網(wǎng)以電線。敵兵車至，不能前進，停車取障礙物。新四軍伏兵火力迸進，日兵迎槍還擊。由于新四軍兵少力單，棄之而走。后暴雨傾盆，附近有居民被鬼子屠戮，山深雨大，敵退之，民多幸免。此次伏擊，斃敵三人，人們拍手稱快。
有一陣子，日兵見新四軍久去，日日駕車數(shù)輛于大關(guān)公路間，新四軍星夜由舒城翻岐嶺至，伏于公路深谷間，敵軍隆然闖入，伏兵萬彈齊發(fā)，如暴風驟雨。敵人未防備，相率下車，鬼嘶神嚎，進行抵抗，新四軍退去，鬼子退轉(zhuǎn)三十里鋪。是役，鬼子死傷不少，由于鬼子將死傷者全用車子拉走，未能統(tǒng)計到數(shù)字。
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注①眾所周知，抗戰(zhàn)期間俘虜一名日軍相當困難，由于日軍深受武士道精神毒害，寧愿沖鋒自殺也不愿意被俘，所以在戰(zhàn)爭初期，很少能俘虜?shù)饺哲?。即便在平型關(guān)大捷中，八路軍也沒俘虜?shù)饺哲?，直?937年11月，八路軍在廣陽伏擊戰(zhàn)中才首俘日軍。
那么，新四軍首俘日軍是在哪一戰(zhàn)呢？一直以來，學界對新四軍首俘日軍之戰(zhàn)說法不一。有1938年7月新四軍在金壇首俘日軍之說；有1938年6月28日新四軍一支隊在鎮(zhèn)江竹子崗首俘日軍之說；但大多認為新四軍首俘日軍之戰(zhàn)是1938年6月16日桐城大小關(guān)伏擊戰(zhàn)。
新四軍權(quán)威資料：由新四軍戰(zhàn)史編輯室出版的《新四軍戰(zhàn)史》。按戰(zhàn)斗時間順序，1938年5月12日新四軍第四支隊9團在巢湖蔣家河口伏擊日軍第六師團坂井支隊巢縣守備隊，全殲日軍20余人；1938年6月15日，粟裕率先遣支隊進抵南京至鎮(zhèn)江間鐵路上的下蜀街，破壞鐵路一段；1938年6月16日新四軍第四支隊8團在皖中舒城、桐城間的大關(guān)、小關(guān)伏擊日軍，斃日軍23人，俘1人。從時間順序上看，大小關(guān)伏擊戰(zhàn)應(yīng)為新四軍首俘日軍之戰(zhàn)。
另據(jù)《中國抗日戰(zhàn)爭全景錄安徽卷》記載：“1938年6月16日傍晚，當日軍一支運輸隊駛?cè)胧嫱┕范蔚拇箨P(guān)和小關(guān)時，遭到預(yù)先埋伏在公路兩側(cè)的新四軍第四支隊第8團第2營襲擊，當場斃傷日軍23人，俘虜1人。”（8團1營3營都參加了戰(zhàn)斗，其中1營3營負責掩護，2營6連負責主攻。）