1937年全面抗战爆发后，范子侠来到北平抗日前线，组织部分官兵在河北无极、藁城、新乐、行唐一带召集群众，保卫家乡，逐渐发展到30余人，遂于10月13日宣布正式成立抗日义勇军，在当地打游击。国民党顽固派对他采取“羁縻政策”，授予他一个“第二支队的空衔”。当时，八路军一一五师正在创建晋察冀抗日根据地，对范子侠及其所领导的抗日部队十分关心，派出干部帮助他们进行整训，传授游击战术，提高了部队的政治素质和军事素质。当日军沿石太铁路直逼晋中时，范子侠指挥部队夜袭长寿车站，毙敌数十人，缴获一批战利品。
在共产党人的帮助下，他率部多次打退日伪的进犯，所部迅速发展至几千人。1939年，国民党顽固派胁迫范子侠向八路军进攻，遭到范子侠的严词拒绝。不久，范子侠毅然声明脱离国民党冀察战区，把部队改编为平汉抗日游击队。此后，范子侠击退国民党顽固派的进攻，冲破日伪的层层包围，辗转来到山西省武乡，与八路军一二九师会合。同年，范子侠宣布接受中国共产党领导，所部改编为八路军太行军区独立第十旅，范子侠任旅长兼六分区司令员，并加入中国共产党。
1940年8月，范子侠和政委赖际发率领独十旅参加了百团大战，担任一二九师右翼队。范子侠率领部队占领阳泉、寿阳间敌军据点，并破坏敌人重要的战略交通运输线——正太路；又分别对平辽、榆辽公路进行破击，配合中央纵队消灭回援正太路的敌人，保障了主力侧后方的安全。
10月，在百团大战中接连遭受八路军重创的侵华日军，集结大批兵力，对华北各抗日根据地发起大规模报复性“扫荡”。日军独立第四混成旅团、第三十六师团的主力向太行抗日根据地进犯。遵照上级指示，八路军一二九师各部以连续作战的精神，展开了反“扫荡”作战。
和（顺县）辽（县）公路成为日军“扫荡”太行区的重要运输给养线，为了支援前线日军，公路上日军运输车辆天天往来不断。位于和顺县城南的弓家沟村是和辽公路上的一个重要关隘，地势十分险要，公路两边是数丈高的土岭、石山，数里长的公路从沟底通过。新十旅经过侦察，掌握了日军运送辎重军队、军车的规律。范子侠经过研究，决定在此处设下伏击圈，给过往敌人以狠狠打击。
10月14日晚，范子侠率新十旅主力秘密埋伏在弓家沟村一带，做好战斗准备；同时向和顺县城南西仁派两个连，向辽县寒王镇西北的清河店派出一个连，负责打击援敌。
10月15日上午，日军运输队汽车47辆，装载军用物资，由辽县开往和顺县。日军汽车队4辆一组，沿着盘山公路进入和顺县境内。范子侠命令战士们耐心等待，放过第一组车辆，朝第二组头车开火，西山上响起嘹亮的军号，隐蔽在山顶的机枪喷出的火舌迅速封锁了沟口。日军第二组头车瞬间爆炸、燃烧，阻挡了后面车辆的前进道路。八路军战士们立即从山上投下一束束手榴弹，日军汽车一辆接一辆被炸毁，整个车队淹没在硝烟之中。后面的几辆汽车企图倒车后退，却发现后退道路已被八路军的机枪封锁。
押车的日军钻入车底负隅顽抗，遭到八路军神枪手居高临下的射击，死伤惨重。随着范子侠一声令下，嘹亮的冲锋号响起，八路军战士迅速冲下山岗，向汽车扑去，俘虏了日军残存的10个押运兵。
经一小时激战，新十旅全歼被围日军运输队。4辆侥幸逃出伏击圈的汽车，也被阻击和顺援敌的两个连伏击，一辆汽车中弹起火。战斗结束后，范子侠率领新十旅战士迅速将没有炸毁的汽车点燃，押着俘虏，搬起缴获的武器弹药和军用物资，撤离了战场。