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1941年2月17日，山东分局和八路军山东纵队指示五旅、五支A组织反击国民党投降派战役，并派山东纵队第三旅旅长许世友率清河独立团开赴胶东参战。同时，五支队一团东进昆嵛山同五支队其它部队汇合。
  3月14日，中共胶东区党委在黄县城阳村召开会议，成立胶东反投降指挥部，研究部署胶东反投降战役。许世友任指挥，林浩任政委，吴克华任副指挥。15日夜，五旅与清河独立团、五支队同时向国民党第九区专员蔡晋康占领的牙山发起进攻。许世友率领五旅，从蓬、黄、栖边界之根据地分3路直指牙山蔡晋康盘踞地。16日上午，右路的十四团包围了下张家村，左路的清河独立团包围了亭口，中路之十三团包围了大杨家村，与蔡晋康带领的卫队营展开激战。17日拂晓前，清河独立团攻克炉房，十四团歼灭唐家泊之敌，后相继击溃蔡晋康部教导团、军训处、专员公署和县政府。18日拂晓，左路攻克亭口，敌一部被歼，大部逃往蓬莱；下午18时，蔡晋康带伤率残部百余人向南逃窜。东路的第五支队的3个团也在18日歼灭了陈R大部。是役歼敌1800余人，牙山地区宣告解放。21日，五支队又在牟平崖子全歼苗占魁部。26日，五旅及清河独立团攻克海阳县郭城。4月27日，五旅、五支队及清河独立团在海阳县榆山与赵保原部展开激战，5月1日，取得了榆山会战的胜利。接着，开始了近三个月的发城围困战，直到7月27日夜攻克发城，取得了历时5个月反投降战役的胜利。
  胶东反投降战役共歼灭投降派1.5万余人，打败了以赵保原为首的“抗八联军”对抗日根据地的进攻，极大地削弱了胶东投降派的军事力量，巩固了大泽山、昆嵛山根据地，恢复了牙山根据地，打通了胶东解放区东西的联系，使胶东抗日根据地连成一片，争取了胶东抗战局面的好转。