在日本參謀本部調動兵力，準備全麵圍攻日本紅軍的根據地的時候，在朝來的的紅一師團繼續往進攻，部隊由西向南穿過竹天城，進兵新井，新井位於朝來和上川町之間，由一條鐵路鏈接。將該地區的礦產運出到沿海地帶，紅一師團的首要任務便是打通上朝線，將礦產掌握在自己的手裡。
在紅一師團製作的新井作戰方案中駐守在新井地區的日軍是第100師團第101聯隊，該師團屬於第10師團預備隊組建，師團共人，共3個聯隊，其中第101聯隊約6000人，除了101聯隊該地區在紅一師團在丹波建立根據地之後，臨時加強了一個配備裝備75火炮3門、重機槍24挺的裝甲列車，並且在鐵路沿線大興土木，鐵路沿線築有混凝土碉堡群、鐵絲網、雷區日軍的主要目的在於限製紅軍的運動戰，壓縮紅軍的活動空間，為後續主力圍剿作出準備。
除了新井的鐵路中隊可以依托鐵路機動，使用裝甲列車快速支援外，日本反動派在新井鎮外圍設了三層防禦圈外圍警戒哨、中層機槍陣地、核心碉堡群）
我紅一師團的主要進攻目標打破鐵路線打開進入西部廣大地區的通道，奪取新井，切斷朝來和上川町的鐵路運輸線，控製礦區，獲取戰略資源，
第二個目標在於誘殲第101聯隊的有生力量，削弱日本反動派的軍事力量為後續的根據地連成一片打下基礎由於日本反動派的武器，裝備，人員遠遠的超過了日本紅軍的總人數，所以在紅一師團行動之前周亦雲作了三點指示。1紅一師團總體戰略以誘敵出洞，伏擊為主，紅一師團以一個聯隊偽裝成遊擊隊，襲擊鐵路維修站，工兵炸毀新井以北3公裡處的橋梁製造主力在北的假象給敵人迷惑以便誘敵深入。
待日軍出擊追擊時，擔任誘敵的部隊且戰且退至預設伏擊區，將敵殲滅，在以一強有力的一部圍點打援
晝夜實施騷擾射擊，主力埋伏於大澤鄉公路兩側，專打增援之敵，在日軍裝甲列車出動時破壞鐵軌，以遲滯日軍增援部隊為主，避免硬打硬拚。
該方案以運動戰為主是紅一師團單獨以遵循周亦雲引蛇出洞、避免攻堅的指導思想，充分利用日軍機械呆板的戰術弱點，將地形與民眾支持轉化為戰略優勢。
後續影響：此戰標誌著日本工農紅軍開始有獨立作戰的能力，在後麵日本紅軍以運動戰開創了運動破壘戰法，次次痛擊日軍，在吃了很多的虧之後，日本反動派總結了《反遊擊戰手冊》中重點防範的，“赤匪三板斧：1.誘敵出洞2.圍點打援3.釜底抽薪。”
紅一師團在收到總司令部的來電之後，立即開始行動起來完善方案，然後日本中央革命委員會批準，很快周亦雲的回電便到了。
紅一聯隊三營偽裝成遊擊隊，突襲新井以北的竹內橋維修站，炸毀鐵軌200米，並故意遺留"赤衛軍"袖標。
1931年1月31日晨日軍第101聯隊第2大隊出動追擊，裝甲列車沿鐵路北上支援。小林正二命令部隊潰逃，沿途丟棄破損槍支、乾糧袋，誘敵深入至黑薙穀。
下午1520分當日軍先頭中隊進入峽穀，兩側懸崖上的機槍突然開火。工兵引爆預設的炸藥，落石堵塞退路，此戰殲滅日軍278人，繳獲輕機槍3挺，殘敵沿著鐵路向著新井逃竄。
在得知第2大隊1200人被紅一師團伏擊之後，101聯隊長佐藤健一堅定的認為紅軍主力在北，急調裝甲列車及3個大隊增援，新井防禦出現了空虛。
紅1師團對新井實施疲勞戰術，在日軍增援部隊出擊之後，紅一師團主力以猛烈的炮轟擊戰壕和碉堡
在礦工裡麵的地下黨員開始在鎮子裡麵散布紅軍已占領鐵路的話語，礦工向導帶領紅一師團一個中隊，從廢棄的三井礦坑隧道潛入鎮南，突然出現在日軍指揮部後方，留守的一個大隊的指揮部被紅一師團斬首，然而日軍101聯隊不虧是老兵在下級軍官的指揮下部隊恢複了秩序
在另外一邊紅一師團集中的全部6門山炮轟擊在外圍的碉堡群，紅一師團組建突擊隊以煙幕彈掩護突破鐵絲網，戰到下午16點日軍殘部約400餘人被壓縮到了火車站貨倉，負隅頑抗。
在聽聞新井的求援之後，101師團迅速派出了援軍，日軍從上川町派出了102聯隊增援，然而他們在大澤鄉遭受到了紅23聯隊的伏擊，紅2聯隊采用爆將公路橋炸開了一個口子，日軍的一個卡車躲避不及墜入了山崖，有效遲滯了日軍的增援部隊。
紅一師團控製了新井鎮及上朝線鐵路20公裡路段，部隊繳獲，步槍412支、機槍11挺、彈藥40噸在黨員帶領下礦工600餘人，其中200人當場參軍，紅一師團拔掉了擋在西進路上的一根刺，為西進打開了道路。
日軍第101聯隊減員過半陣亡1327人，傷2419人，其中一輛裝甲列車被徹底摧毀，日本鋼鐵業原料運輸下降，大阪炮兵工廠被迫減產
東京《朝日新聞》頭版驚呼：“赤匪已威脅帝國工業命脈”
當102聯隊趕到的時候，見到了將手掛起來的佐藤健一，新井的機床已經被完全炸毀，日本反動派想要回複至少要1個月，紅一師團在越過朝上線之後，部隊沿著笠杉山向著波賀城方向前進。
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