1941年1月，新四軍豫鄂挺進(jìn)縱隊(duì)整編為新四軍第五師，李先念任師長(zhǎng)兼政治委員，任質(zhì)斌任政治部主任，后又任命劉少卿任參謀長(zhǎng)，下轄第13、14、15旅，第一、第二、第三游擊縱隊(duì)（后第三游擊縱隊(duì)與第14旅第40團(tuán)合編為特務(wù)旅）。

10月，根據(jù)中共中央的指示精神和鄂豫邊區(qū)的實(shí)際情況，李先念派張執(zhí)一率部南渡襄河，為深入武漢近郊敵后加緊開(kāi)辟(漢)川漢(陽(yáng))沔(陽(yáng))抗日游擊根據(jù)地做準(zhǔn)備。先遣部隊(duì)依靠當(dāng)?shù)刂泄颤h組織和人民群眾，對(duì)該地區(qū)的敵情進(jìn)行了周密調(diào)查，發(fā)現(xiàn)日軍在川漢沔地區(qū)的兵力薄弱，而偽軍內(nèi)部矛盾?chē)?yán)重。在李先念的指揮下，新四軍第五師抓住戰(zhàn)機(jī)，選擇偽軍汪步青部作為主要打擊目標(biāo)，發(fā)起了侏儒山戰(zhàn)役。

1941年12月7日，新四軍第五師第15旅分兩路向侏儒山、南河渡奔襲，一槍未發(fā)，拿下汪步青部官兵100余人。繳獲迫擊炮2門(mén)、輕重機(jī)槍和長(zhǎng)短槍70余支（挺）。次日上午，當(dāng)日軍來(lái)援時(shí)，新四軍已安全撤出戰(zhàn)場(chǎng)。偽軍重新占據(jù)侏儒山陣地后，12月23日，15旅殺了個(gè)回馬槍?zhuān)傻胤轿溲b配合，分左右兩翼再次進(jìn)攻，一舉攻克侏儒山將軍嶺，乘勝向壩上發(fā)展，全殲偽軍機(jī)炮營(yíng)；天漢支隊(duì)在南河渡殲滅偽軍1個(gè)排。日軍一部趕來(lái)增援，被第43團(tuán)擊退。在此次戰(zhàn)斗中，第15旅副旅長(zhǎng)兼第43團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)朱立文為掩護(hù)群眾，自己帶通訊班幾個(gè)戰(zhàn)士乘小船吸引敵人，在戰(zhàn)斗中壯烈犧牲，犧牲時(shí)年僅32歲。

偽師長(zhǎng)汪步青連遭打擊，一面向日軍求救，一面使出緩兵之計(jì)，給新四軍寫(xiě)信說(shuō)準(zhǔn)備投誠(chéng)。新四軍將計(jì)就計(jì)，把汪步青的“投誠(chéng)信”設(shè)法送給日軍，讓日軍因?yàn)檎{(diào)查而推遲了增援。經(jīng)兩次打擊后，偽軍汪步青師主力退踞漢陽(yáng)、沔陽(yáng)間何家?guī)汀⒅芗規(guī)鸵痪€(xiàn)，師部移駐沔陽(yáng)東南彭家場(chǎng)。1942年1月7日，新四軍第五師向偽軍汪步青師發(fā)起第三次攻擊。43、44團(tuán)分別攻擊周家?guī)?、何家?guī)偷貐^(qū)偽軍，迫使其向沔陽(yáng)城以東西流河等地潰退。

1月10日，“調(diào)查清楚”的日軍終于派援軍會(huì)同偽軍長(zhǎng)劉國(guó)鈞的1000余人，向第43團(tuán)陣地反撲。經(jīng)激戰(zhàn)，新四軍斃傷日軍20余人，俘虜偽軍400余人。

1月中旬，汪步青殘部企圖奪回侏儒山。第15旅再次給予打擊，將其擊潰，并擊退黃陵磯日軍的增援。戰(zhàn)后，新四軍搜獲偽軍藏在水下的步槍2000余支、機(jī)槍50余挺、機(jī)床10余臺(tái)、馬達(dá)2部。1月23日，漢陽(yáng)日軍100余人向侏儒山進(jìn)犯，被44團(tuán)3營(yíng)和天漢支隊(duì)1個(gè)連擊退。同時(shí)，新四軍利用偽軍之間的矛盾，散布汪步青要奪取劉國(guó)鈞地盤(pán)的假情報(bào)。劉國(guó)鈞果然中計(jì)，立即讓汪步青殘部撤出沔陽(yáng)地區(qū)，開(kāi)至漢陽(yáng)響水港。1月28日，李先念乘勝組織13旅配合15旅分兩路向汪步青殘部發(fā)起總攻，全殲了敵人，只有汪步青率10余人僥幸逃脫。2月2日，一股日偽軍進(jìn)犯沔陽(yáng)境內(nèi)的胡家臺(tái)，13旅旅長(zhǎng)周志堅(jiān)當(dāng)即率部將該敵包圍，派游擊隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)劉正洪帶領(lǐng)隊(duì)員化裝成老百姓摸進(jìn)日軍駐地指揮部，里應(yīng)外合，全殲敵人。

2月4日，侏儒山戰(zhàn)役結(jié)束。此役歷時(shí)兩月，進(jìn)行大小戰(zhàn)斗14次，全殲偽軍一個(gè)師5000余眾，擊潰偽軍一個(gè)師，生俘偽軍950余人，成功擊退日軍數(shù)次增援，消滅日軍200余人。侏儒山戰(zhàn)役的勝利，有力地配合了第三次“長(zhǎng)沙會(huì)戰(zhàn)”，牽制了武漢周邊日軍對(duì)長(zhǎng)沙會(huì)戰(zhàn)的支援，并開(kāi)辟了川漢沔地區(qū)大片根據(jù)地。