1941年1月，新四军豫鄂挺进纵队整编为新四军第五师，李先念任师长兼政治委员，任质斌任政治部主任，后又任命刘少卿任参谋长，下辖第13、14、15旅，第一、第二、第三游击纵队（后第三游击纵队与第14旅第40团合编为特务旅）。

10月，根据中共中央的指示精神和鄂豫边区的实际情况，李先念派张执一率部南渡襄河，为深入武汉近郊敌后加紧开辟(汉)川汉(阳)沔(阳)抗日游击根据地做准备。先遣部队依靠当地中共党组织和人民群众，对该地区的敌情进行了周密调查，发现日军在川汉沔地区的兵力薄弱，而伪军内部矛盾严重。在李先念的指挥下，新四军第五师抓住战机，选择伪军汪步青部作为主要打击目标，发起了侏儒山战役。

1941年12月7日，新四军第五师第15旅分两路向侏儒山、南河渡奔袭，一枪未发，拿下汪步青部官兵100余人。缴获迫击炮2门、轻重机枪和长短枪70余支（挺）。次日上午，当日军来援时，新四军已安全撤出战场。伪军重新占据侏儒山阵地后，12月23日，15旅杀了个回马枪，由地方武装配合，分左右两翼再次进攻，一举攻克侏儒山将军岭，乘胜向坝上发展，全歼伪军机炮营；天汉支队在南河渡歼灭伪军1个排。日军一部赶来增援，被第43团击退。在此次战斗中，第15旅副旅长兼第43团团长朱立文为掩护群众，自己带通讯班几个战士乘小船吸引敌人，在战斗中壮烈牺牲，牺牲时年仅32岁。

伪师长汪步青连遭打击，一面向日军求救，一面使出缓兵之计，给新四军写信说准备投诚。新四军将计就计，把汪步青的“投诚信”设法送给日军，让日军因为调查而推迟了增援。经两次打击后，伪军汪步青师主力退踞汉阳、沔阳间何家帮、周家帮一线，师部移驻沔阳东南彭家场。1942年1月7日，新四军第五师向伪军汪步青师发起第三次攻击。43、44团分别攻击周家帮、何家帮地区伪军，迫使其向沔阳城以东西流河等地溃退。

1月10日，“调查清楚”的日军终于派援军会同伪军长刘国钧的1000余人，向第43团阵地反扑。经激战，新四军毙伤日军20余人，俘虏伪军400余人。

1月中旬，汪步青残部企图夺回侏儒山。第15旅再次给予打击，将其击溃，并击退黄陵矶日军的增援。战后，新四军搜获伪军藏在水下的步枪2000余支、机枪50余挺、机床10余台、马达2部。1月23日，汉阳日军100余人向侏儒山进犯，被44团3营和天汉支队1个连击退。同时，新四军利用伪军之间的矛盾，散布汪步青要夺取刘国钧地盘的假情报。刘国钧果然中计，立即让汪步青残部撤出沔阳地区，开至汉阳响水港。1月28日，李先念乘胜组织13旅配合15旅分两路向汪步青残部发起总攻，全歼了敌人，只有汪步青率10余人侥幸逃脱。2月2日，一股日伪军进犯沔阳境内的胡家台，13旅旅长周志坚当即率部将该敌包围，派游击队队长刘正洪带领队员化装成老百姓摸进日军驻地指挥部，里应外合，全歼敌人。

2月4日，侏儒山战役结束。此役历时两月，进行大小战斗14次，全歼伪军一个师5000余众，击溃伪军一个师，生俘伪军950余人，成功击退日军数次增援，消灭日军200余人。侏儒山战役的胜利，有力地配合了第三次“长沙会战”，牵制了武汉周边日军对长沙会战的支援，并开辟了川汉沔地区大片根据地。