第六十一军军长李服膺被处决的时候，喊出这样一句话：“不讲理的阎锡山万岁！”
车到小东门大校场，李下车距预铺红毡还有两三丈远，就被一枪打倒。据执行人、阎锡山的警卫营连长康增谈，因为前几年枪毙十旅旅长蔡荣寿时，一枪打倒抬回家去，还活了多半天才气绝，所以这次阎锡山特别指示，当场击毙后，执行人须守尸一小时，才许家人收尸。
李服膺是中日全面开战以来，第一个因丢失防区而被处决的军长。
李军长丢失的防区是山西北部的天镇。
平绥路上的南口、张家口相继失陷后，板垣征四郎的第五师团集结于怀来，东条英机的关东军察哈尔兵团集结于宣化，继续向南攻击山西的企图显而易见。只是，中国方面暂时还无法判断其作战方向和计划。
日军进逼山西无非有两种可能：一是在冀西北部与晋东北部交界处的蔚县、广灵发动佯攻，主力沿平绥路西进攻取大同，切断中国军队山西与绥远间的联络；二是在晋东北的天镇方向实施佯攻，主力攻取广灵，切断中国军队山西与河北间的联络。然后，两路兵力即可协同向南直插山西的腹地。
中国军队第二战区制订了兼顾两种可能的作战计划：“本军以利用山地歼灭敌人之目的，以主力配置于天镇、阳高、广灵、灵丘、平型关各地区，以一部控制于大同、浑源、应县附近，以册应各方之战斗，相机转移攻势。”——这个计划的要点是：无论日军的主攻方向在哪一边，都以局部的死守待援、东或西面的紧急增援，形成夹击日军的战场态势。
为此，司令长官阎锡山将第二战区部队部署如下：
杨爱源部第六集团军第三十三军独立第三旅和第七十三师布防晋东北的广灵；第三十四军第二〇三旅布防广灵以西的浑源，第一九六旅布防浑源西南方向的应县，第七十一师在应县西南方向的岱岳（山阴），新编第二师在平型关以西的砂河。
卫立煌部第十四集团军第八十五师控制平型关以西的大营。
傅作义部第七集团军第六十一军第一〇一师固守晋东北的天镇，第二〇〇旅布防天镇西南面的阳高，独立第七旅布防大同以东地区；第三十五军新编第六旅固守兴和，新编第五旅布防隆盛庄，第二一八旅固守集宁，第二——旅布防归绥，第二旅和第二〇五旅布防大同至丰镇间。
从北向南，第二〇九旅控制在大同与怀仁间，预备第七十二师控制在应县，第二一五旅控制在雁门一带，独立第一旅控制在平型关，第六十六师控制在太原。此外，在山西、绥远与察哈尔的交界处，骑兵军主力布防在商都、尚义、化德一线。
第六十八军刘汝明部在蔚县一带防御。
第十七军高桂滋部布防广灵。
司令长官部行营进驻雁门关以西的太和岭口村。
但是，令中国军队没有想到的是，东条英机指挥的察哈尔兵团和板垣征四郎指挥的第五师团，从攻击一开始就两路齐头并进，令第二战区无法判断出到底哪个方向是主攻。
九月三日，关东军察哈尔兵团独立混成第十五旅团，在旅团长筱原诚一郎的指挥下自张家口以南的宣化方向出动，向驻守天镇的中国守军第六十一军发动猛烈进攻。李服膺军长指挥的第六十一军刚刚从柴沟堡方向南撤至天镇，各部队仓促间进行了部署，也是一线式的防御阵形：第二〇〇旅的四〇〇团据守天镇附近的盘山制高点；第一〇—师占领盘山以北的罗家山、李家山以及沿平绥路两侧一直到北山瓦窑口一线的阵地；第二〇〇旅三九九团驻守天镇城防；第六十一军司令部以及四一四团驻守天镇西南方向的阳高县城。
日军显然把攻击重点放在了天镇外围唯一的制高点盘山。武器简陋的中国守军在察哈尔兵团凶悍的攻击面前几乎没有还手之力。日军重炮轰击和飞机轰炸持续不停，第六十一军简单的野战工事被反复摧毁，四〇〇团的高保庸营藏身的掩体被炸塌，一个营的官兵全部被压死在石洞里。日军步兵轮番冲锋，日夜猛扑，中国守军只能依靠弹坑掩护自己，用手榴弹和刺刀抵抗。后方的补给线和联络线被切断，弹药上不来，伤员下不去，支撑整整三天后，阎锡山下令再守三天。四〇〇团团长李润生请求增援，但李服膺军长手里没有预备队，四〇〇团伤亡了五百多人，其他各团也都伤亡在千人以上。最后时刻，李润生团长已无法控制部队，还活着的士兵纷纷后退。盘山失守。
盘山失守的这一天，日军第五师团于天镇以南的蔚县方向开始了突进，其第九旅团攻击广灵，第二十一旅团从广灵西面迂回。在这个方向防御的是刘汝明的第六十八军，该军竟然连日军的影子还没见到就擅自撤退，致使防线如无人之境。汤恩伯急忙命令高桂滋的第十七军前往填补。高桂滋派出的一个团以急行军的速度赶往蔚县，距蔚县还有五里的时候得到消息：蔚县已被日军占领。
战事已起，阎锡山的判断是：日军的主攻方向是大同。于是他策划了一个“大同会战”的方案，即把日军主力引进大同以东的聚乐堡，那里有晋军已经建好的国防阵地，然后调动强大兵力从南北两面对日军实施夹击。为此，他给第六十一军军长李服膺下达了在天镇阻击日军的命令：只要能把日军迟滞在这一带，为调动部队争取到必要时间，“大同会战”计划就可以得到实施。只是，不知阎锡山是否清醒，能够迟滞日本关东军攻击的中国军队，至少在他的第二战区内不存在。
天镇外围制高点盘山失守后，日军直冲而下。除了天镇城中的九九团外，城外第六十一军布防的部队均被冲垮。接着，日军兵分两路直插聚乐堡。为了增加追击力度，日军甚至动用了预备队。天镇尚在被包围中，身后的阳高城竟然也被日军攻陷了，李服膺军长只好带着司令部再向南撤退。防守阳高城的第六十一军四一四团在守城战斗中伤亡很大，团长白汝庸认为如果巷战持续下去，即使全团战至殆尽城池最后还是守不住，于是召集残部向城外突围，一千多人的团，跟着白团长突出来的仅有三百多人。
阳髙陷落，天镇成了一座四面被围的孤城，孤城里的孤军是三九九团。
中国陆军第六十一军第二〇〇旅三九九团，团长张敬俊，全团十二个步兵连，加上机枪连和迫击炮连，总计一千四百余人，从军官和士兵也多是河北、山东和河南人。——中国的北方人有股子拼命的蛮劲。攻击天镇的日军认为，这座孤城里的中国守军不会再守下去了，没有人会在没有任何希望的情况下找死。因此，日军高举着日本旗，列队向天镇城东门走来，仿佛不是在攻击而是准备接管。日军刚一走到城门下，突然遭到来自城墙上方的猛烈射击，队伍瞬间混乱起来。很快，日军的重炮开始轰击城防，坦克也抵近射击，天镇城墙被摧毁，日军的飞机把小城炸成一片火海，接着便是步兵的轮番冲锋。三九九团守军格外顽强，就是找死一般死也不退。战斗持续了三天，三九九团伤亡惨重。天镇县县长劝张敬俊团长不要再守了，因为拼死打下去最终也打不赢，小城里的老百姓在战火中太遭罪了。痛苦万分的张敬俊让团附把残存的部队带走，他要一个人留下来尽军人的职责。官兵们不愿意，表示要走一起走，要死一起死。于是，“九月十一夜间，二九九团有秩序地撤出天镇城”。
天镇陷落，“大同会战”瞬间成为泡影。
阎锡山命令各部队向大同以南、桑干河南岸的山地转移。
九月十三日，关东军察哈尔兵团独立混成第一旅团未经战斗进入了晋北重镇大同。
大同，平绥、同蒲两条铁路衔接处，“为晋、察、绥之交通要冲”。恼羞成怒的阎锡山将第六十一军军长李服膺扣押了。
第二战区司令长官部少校副官庞小侠目睹了阎锡山审问李服膺军长的过程，这是一次典型的家族式的审判：
十月三日晚上十一点左右，阎锡山在省府大堂审讯李服膺。他坐在中间，谢濂（保安司令）、张建（宪兵司令）、李德懋（原绥署副官长）坐在两边。我那天是值日官。宪兵用汽车把李服膺押来后，阎锡山对李说：“从你当排长起，一直升到连长、营长、师长、军长，我没有对不起你的地方，但是你却对不起我。第一，你做的国防工事不好；第二，叫你死守天镇、阳高，你却退了下来。”说到这里，李服膺插嘴说：“我有电报。”阎说：“你胡说！”接着又说：“你的家，你的孩子，有我接济，你不要顾虑！”李服膺这时掉下了眼泪，没有再说什么。阎锡山向周围点了一下头，就走了。阎锡山走后，警卫营就带着绳子去捆李。谢濂说：“那只是个样子！”于是没有捆，只把绳子搭在脖子上。记不清是张建还是李德懋问李服膺：“有对家里说的话没有？”李服膺摇了摇头，没说话。之后，就把李押上汽车。李走得很刚骨。
执行枪毙任务的康连长回来跟庞副官这样说的：“我就用山西造的大眼盒子，一枪收拾了他。”
几乎所有熟悉李军长的人都为他喊冤，尤其是第六十一军官兵。他们认为，天镇、阳高一线战斗惨烈，面对日军重型武器的官兵手里的枪械都是山西造的，导致伤亡十分严重。战斗中，部队既得不到明确指示，又得不到任何支援，就这样把李军长不明不白地枪毙了实在不公平。还有官兵揭露，国民政府出钱修筑国防工事，可第六十一军从太原领到的钢筋、洋灰等材料不足计划的百分之一，据说官员们把修筑国防工事的拨款都贪污了。
天镇失陷后，日军迅猛南下，晋北战场呈现出混乱局面。
局面的恶化，绝不是处决一个军长就能挽救的。
九月十一日，侧翼的日军第五师团从蔚县出动，向广灵方向推进，并以一部向火烧岭一带迂回。汤恩伯命令高桂滋的第十七军第二十一师主力防御广灵城正面，第八十四师在火烧岭一线阻击。十二日，日军向火烧岭中国守军阵地发起攻击，同时向广灵方向的中国守军阵地压迫。十三日，布防火烧岭以西刘家沟的第八十四师四九九团陷于苦战；广灵城正面防御阵地上的第二十一师也处在激战中，四二四团在与日军的肉搏战中伤亡甚重，阵地最终被日军突破；四二三团团长吕超然率部实施反击时中弹阵亡。
日军第五师团于侧翼向南发起的猛攻，令阎锡山从北向南部署的防线出现了倾斜。十三日，阎锡山不得不重新调整部署，重点是调集部队堵住日军第五师团的南下势头，以图稳住整个战场的侧翼。
十四日，日军第五师团的攻击力度丝毫未减，布防广灵方向的第七十三师在以弱对强的阻击中伤亡惨重。阎锡山命令汤恩伯，如果实在守不住防线，可以撤退到广灵以南建立新的阵地。汤恩伯接到命令后，立即命令第七十三师、第八十四师和第二十一师全部撤退。广灵遂被日军占领。
这一天，为了避免战场混乱以及无法遏制的互相推倭，阎锡山划分了各军作战地域以便各负其责。这些地域自大同向南基本呈现出左右两部分：左侧的部队是第六十一军、第三十四军、第十九军、第三十五军，以傅作义为总司令；右侧的部队是第三十三军、第十七军、第十五军，以杨爱源为总司令。第十八集团军、第七十一师和第七十二师为预备队。
日军第五师团第二十一旅团占领广灵后，向广灵以南的灵丘和广灵以西的浑源方向继续追击。十五日，阎锡山严令第七十三师师长刘奉滨在广灵南面的山地坚守，如果再退就军法论处。刘师长率部在广灵以南一个叫直峪口的险要山口挡住了日军第二十一旅团，全师官兵拼死作战，陡峭山崖上的阵地五次失守又五次发起反击而复得，直到刘奉滨师长负伤后，第七十三师才向后转移阵地。
虽然部队节节推进，但师团长板垣征四郎恼怒了：华北方面军命令他率主力折向东，去支援平汉路上的作战。——眼看第五师团推进顺利，如果没有干扰的话，他可以向南直插五台山然后打进太原城，在关东军面前把这个头功抢到手。心有不甘的板垣征四郎下达命令：第九旅团继续占领浑源，第二十一旅团继续攻击灵丘。
二十日，从广灵南撤的第七十三师，因顶不住日军强攻再次南撤，灵丘城被日军占领。
至此，在中国军队晋北防线的右翼，日军已经迫近内长城。
从灵丘再向南，是内长城的一座关口，名叫平型关。
平型关为山西境内内长城南翼之要隘，扼守冀、察入晋之要冲。
此时，阎锡山正在制订一个新的作战计划：把日军放进平型关内加以围歼。即诱使日军通过平型关，深入平型关以西的砂河盆地，然后中国军队从恒山、五台山两面发动夹击，截断平型关要隘，把日军歼灭在滹沱河上游的盆地里。
这个庞大的作战计划看上去气魄非凡：
在平型关的正面，第六集团军指挥第三十三军、第十七军，布防于平型关、团城口南北线上，右起五台山东，北到团城口，依次排列着独立第二旅、第七十三师、独立第八旅，团城口并列着第十七军和第二十一师。以上部队先顽强阻击，然后主动后退，进入五台山隐蔽起来，组成南机动兵团待命出击。
平型关北面，以雁门山、恒山为屏障，除第十五军在恒山外，以第三十四军在北娄口、大小石口、茹越口之间布防，重点是内长城关口茹越口。以第十九军和第三十四军扼守五斗山、马兰口、虎略口、水峪口直至雁门关、阳方口之间的阵地，重点置于雁门关及其西南方向的代县。第三十五军控制在阳明堡，负责对雁门关实施册应。
在砂河至繁峙之间的决战地带，以第二〇〇旅一部在砂河镇以东占领阵地，对从平型关通过的日军逐次抵抗，诱敌向西南方向的繁峙深入，预备队位于繁峙城的南北线上，以五台山的北台顶、繁峙城垣、恒山为支撑点，将日军吸引到主阵地前。
第三十五军作为机动兵团向代县东进，与第十五军同为北机动兵团，由傅作义指挥，在繁峙的北翼展开，等第二〇〇旅将日军吸引到繁峙主阵地时，南北两个兵团立即发动夹击以全歼日军。
第三十三军第七十三师和第八十五师负责包抄平型关的后路，将日军的后方联络线截断。
阎锡山认为，自己布好了一个口袋阵，保准日军进得来出不去。
毛泽东要求周恩来赶赴太原或大同，会晤阎锡山，协商八路军“入晋后各事”，包括“活动地区、作战原则、指挥关系、补充计划”等。九月七日凌晨，周恩来、彭德怀、徐向前赶到了位于雁门关附近太和岭口的阎锡山指挥部。此刻，山西战场的对日作战已经没有退路，但与日本人打仗阎锡山还没有把握。周恩来劝导阎锡山：“日本军国主义是可以打败的，虽然目前是敌强我弱，但打下去，必然使敌人一天天弱下去，我们一天天强大起来。”阎锡山向共产党方面告知他的作战计划，周恩来建议阎锡山“不要单纯死守雁门关，而应主动出击，实行侧击和伏击来破坏日军的进攻计划”，明确表示八路军第一一五师可以“配合友军布防平型关一带”。
毛泽东致电彭德怀：
阎锡山现在处于不打一仗则不能答复山西民众，要打一仗则毫无把握的矛盾之中，他的这种矛盾是不能解决的。你估计他放弃平型关，企图在砂河决战的决心是动摇的，这种估计是完全对的。他的部下全无决心，他的军队已失战斗力，也许在雁门关、平型关、砂河一带会被迫地举行决战，然而大势所趋，必难持久，不管决战胜败如何，太原与整个华北都是危如累卵。
后来的晋北战局的证明，毛泽东的预见和判断是正确的。
阎锡山的作战计划最令人困惑之处在于：凭什么判断日军的主攻方向只能是平型关？如果日军的主攻方向不是平型关，全盘依此部署的作战阵势将如何紧急应对？另外，平型关是著名的关隘和天险，是阻击日军的有利地形。丛山西最北部的天镇、广灵一路退下来后，第二战区司令长官部不断的命令部队重建阻击线，以阻止日军继续向南推进的势头，现在已经退到了阻击最有利的天险关隘，为何反而放弃不守要退到关内的砂河盆地里决战？最后，如果把日军放进平型关，一旦预计的围歼无法达成，部队如何迅即部署才能确保太原的安全？
尽管共产党方面对阎锡山诱敌深入的作战设想不敢苟同，但与其协同作战保卫晋北要地的决心是坚定的。
八路军政治部主任任弼时说：
山西自雁门关以南，井陉、娘子关以西系高原多山地区，对保卫华北，支持华北战局，有极重大的意义。敌人要完成其军事上占领华北，非攻占山西不可。如山西高原全境保持我军手中，则随时可以居高临下，由太行山脉伸出平汉北段和平绥东段，威胁敌在华北之平津军事重地，使敌向平汉南进及向绥远的进攻感受困难。故山西为敌我必争之战略要地。
彭德怀与阎锡山商定，位于日军第五师团攻击方向的平型关以及位于关东军察哈尔兵团攻击方向的茹越口和雁门关，都要派出强有力的部队防守，八路军第一一五师可以在日军攻击平型关时于日军的侧后出击，第一二〇师可以在日军攻击雁门关时于侧翼出击。
八路军决心在晋北与日军面对面地打上一仗。
但是，在平型关前线指挥作战的第六集团军副总司令孙楚反对阎锡山的作战部署。他认为，日军的主攻方向依旧是关东军察哈尔兵团直指的雁门关，而不是平型关，当前向灵丘进攻的日军第五师团不过是起牵制作用的助攻。据此，孙楚不同意将日军第五师团放进平型关内来，而主张以第十七军和第三十三军以及进入平型关附近的八路军第一一五师，扼守平型关和团城口，相机出击，配合雁门关方向的主战场。第六集团军总司令杨爱源同意孙楚的见解。
听了杨爱源的当面陈述后，阎锡山批准了孙楚的计划，决定固守平型关和团城口一线，将第十七军第二十一师向北延，与布防恒山的第十五军阵地连接，掩护恒山的东翼。——此时，恒山已成为日军占领冀、察、晋三省的战略中枢。
孙楚按照新的作战计划向各部队发出指令，但是第十七军军长高桂滋却对孙楚的部署极为抵触，他是唯一赞同阎锡山把日军放进平型关的前线将领，理由很明显：他的第十七军处在与平型关并行的团城口，面对日军的进攻首当其冲，如果按照阎锡山的作战计划，他的任务是不必死守，只要打一下跑进恒山里就行了。高桂滋的抵触对于后来的战局演变成为一个巨大的隐患。
二十一日，日军第五师团第二十一旅团旅团长三浦敏事，率领第二十一联队第三大队和配属的第十一联队第一大队，从位于晋东北的灵丘出发，沿着灵丘通往平型关的公路，追击仍在后撤的中国军队第七十三师。
这一天，中国空军在山西参战了。中国空军前敌总指挥周至柔电告阎锡山，空军编组了支援山西作战的四个飞行中队，指挥所设在太原，以洛阳、西安、南阳机场为基地，以太原、临汾、长治为前进机场。就在日军第二十一旅团发起攻势的时候，关东军飞行第十六联队的十五架战斗机，掩护第十二联队的八架重型轰炸机，轰炸了太原城。中国空军第二十八中队队长陈其光率领七架驱逐机迎击，将日本陆军视为“军宝”的第十六联队第一大队队长三轮宽少佐所驾驶的九五式战斗机击伤。该机在太原附近的农田中迫降，爬出机舱的三轮宽被当地农民打死。
除了这个令阎锡山兴奋的好消息外，还是这一天，日军第二十一旅团在向前攻击的时候，首先遭遇奉命破坏公路的中国守军一个营，日军苦战了大半天才得以摆脱。接着又遭遇了第十七军第八十四师的一个营，又苦战了大半天，好不容易推进到平型关面前时，被中国守军第三十三军独立第八旅六二三团所阻。
二十三日，攻击平型关不成的日军，开始转攻旁边的团城口。第十七军五〇二团团长在战斗中身负重伤。在日军迂回东、西跑池南北高地的时候，独立第八旅防守高地的两个连全部阵亡，高地遂被日军占领。孙楚命令第十七军再投入两个团、第七十三师一部和独立第八旅的一个团同时向日军实施反击。下午，中国守军反击成功，东西跑池及其附近高的阵地失而复得。
尽管日军对平型关的攻击规模并不强大，但终究是敌人已经攻到天险隘口前了。阎锡山十分紧张，他动用了预备队，命令第七十一师附新编第二师共八个团向东西跑池、小寨方向迂回，以形成对日军的侧击；第七十二师和第三十五军的两个旅作为出击预备队，由傅作义担任出击总指挥。
这一天，南京大本营收到的来自山西前线的战况报告是：
敌人一旅团，坦克车、（装）甲车各二十辆，昨夜十时起向平型关、团城口攻击。我独八旅、八十四师出击应战。敌向蔡家峪（团城口以东）溃退。我七十一师本晚已抵大营（平型关以西）。第八路军定明拂晓由上寨村、冉庄村（灵丘南山中）向敌出击。二十一师、十五路（为）接续部队。本午有敌八百余向小窝单、讲堂村攻击。应县、浑源大道有敌千余向东移动。战事决在平型关外决战。
阎锡山从太和岭口前线指挥部致电第十八集团军总指挥朱德：“我决歼灭平型关之敌，增加八个团兵力，明拂晓可到，希电林师夹击敌之侧背。”
“林师”，即林彪指挥的八路军第一一五师。
共产党领导的抗日队伍，第一次以正规部队的名义，加入在国民政府军事委员会统辖的战斗序列里，奔赴抗日战场参战了。
根据八月二十二日国民政府军事委员会颁布的国民革命军第八路军的改编命令，八月二十五日中共中央发布的红军改编命令，第八路军之第一一五、第一二〇和第一一九师的编制序列是：
第一一五师，由红一方面军第一、第十五军团和陕南第七十四师改编，师长林彪，副师长聂荣臻，参谋长周昆，政训处主任罗荣桓，副主任肖华。辖第三四三旅（六八五团、六八六团），旅长陈光，副旅长周建屏；第三四四旅（六八七团、六八八团），旅长徐海东，副旅长黄克诚；独立团和三个直属营。全师一万五千五百人。
第一二〇师，由红二方面军第二、第六军团和陕北红军第二十七、第二十八军，独立第一、第二师，赤水警卫营、总部特务团各一部改编，师长贺龙，副师长肖克，参谋长周士第，政训处主任关向应，副主任甘泗淇。辖第三五八旅（七一五、七一六团），旅长张宗逊，副旅长李井泉；第三五九旅（七一七团、七一八团），旅长陈伯钧，副旅长王震；教导团和五个直属营。全师一万四千人。
第一二九师，由红四方面军第四、第三十一军，陕北红军第二十九、第三十军，陕甘宁独立第一、二、三、四团和第十五军团骑兵团改编，师长刘伯承，副师长徐向前，参谋长倪志亮，政训处主任张浩，副主任宋任穷。辖第三八五旅（七六九团、七七〇团），旅长王宏坤，副旅长王维舟；第三八六旅（七七一团、七七二团），旅长陈赓，副旅长陈再道；教导团和五个直属营。全师一万三千人。
后方总留守处主任肖劲光。
八路军总部直属队约三千人。
全军总计约四万六千人。
为了加强党对抗战时期军事工作的领导，中共中央政治局洛川会议决定，成立新的中共中央军事委员会，毛泽东为书记（实际称主席），朱德、周恩来为副书记（实际称副主席）。成立前方军委分会（后称华北分会），朱德为书记，彭德怀为副书记。十月，中共中央决定成立军委总政治部，任弼时为主任，恢复了一度取消的政治委员制度，聂荣臻、关向应、张浩分别为第一一五、第一二〇和第一二九师政委，肖华、黄克诚、李井泉、王震、王维舟、王新亭分别为第三四三、第三四四、第三五八、第三五九、第三八五、第三八六旅政委。撤销了各级政训处，恢复了师、旅两级政治部。中国共产党还在南京、武汉、西安、重庆、太原、广州、迪化（今乌鲁木齐）等地成立了八路军办事处，在长沙等地成立了八路军通讯处。
改编不是问题，问题是改编后以何种方式参战，以何种策略作战。
八路军所辖的三个主力师，加上直属与后方部队，总计不过四万多人，从军事上讲，即使全部投入战场，对于偌大国土上的全面对日作战而言，影响只能是局部的。而在共产党方面看来，如果没有正确的作战方略就盲目参战，等同于自我蹈火。为此，毛泽东明确表示，改编后的八路军要扬己之长，避己之短，长处在于有游击战的丰富经验，短处在于兵力有限武器简陋。因此，八路军能够采取的作战方略只能是“独立自主的分散作战的游击战争”，只有这样才能最大限度的打击敌人同时保存自己，才能对抗日战争做出中国共产党人的贡献。
八月一日，毛泽东就八路军的作战原则进行了如下阐述：
关于红军作战，依当前敌我情况，我们认为须坚持以下两原则：
（甲）在整个战略方针下，执行独立自主的分散作战的游击战争，而不是阵地战，也不是集中作战。因此，不能在战役战术上束缚。只有如此，才能发挥红军特长，给日寇以相当打击。
（乙）依上述原则，在开始阶段，红军以出三分之一的兵力为适宜，兵力过大，不能发挥游击战，而易受敌人的集中打击，其余兵力依战争发展，逐渐使用之。
八月五日，当朱德、周恩来、叶剑英受蒋介石密邀赴南京参加国防会议时，毛泽东请他们将八路军的作战任务与兵力使用原则告知南京方面，以使国共双方对于八路军的对日作战具有共识性的准确定位：一、“总的战略方针暂时是攻势防御，应给进攻之敌以歼灭的反攻，决不能是单纯防御，将来准备转变到战略反攻，收复失地”；二、“正规战要与游击战相配合，游击战以红军和其他适宜部队及人民武装担任之，在整个战略部署下，给与独立自主的指挥权”；三、“担任游击战的部队原则上应分开使用，而不是集中使用”；四、“依现实情况，红军应以三分之一兵力，依冀、晋、绥四省交界地区为中心，向着沿平绥路西进及沿平汉路南进之敌执行侧面的游击战，另以一部向热冀察边区活动，威胁敌人后方（兵力不超过一个团）”；五、“要发动人民的武装自卫战，这是保证军队作战胜利的中心一环”。
八月十日，毛泽东致电八路军总部参谋处处长兼八路军驻太原办事处主任彭雪枫，就八路军作战问题进行了更加详细的阐释：
……同各方接洽，在积极推动抗战的总方针下，要有谦逊的态度，不可自夸红军长处，不可说红军抗日一定打胜仗，相反要请教他们各种情况，如日军战斗力、山地战、平原战等等红军素所不习的情形，以便红军有所依据，逐渐克服困难。不可隐瞒红军若干不应该隐瞒的缺点，例如只会打游击战，不会打阵地战，只会打山地战，不会打平原战，只宜于在总的战略下进行独立自主的指挥，不宜于以战役战术上的集中指挥束缚，以致失去其长处。这些都应着重说明……
根据国共双方达成的协议，八路军划属中国军队第二战区，由战区司令长官阎锡山统辖。
共产党领导的八路军出发了。
日本人、蒋介石和阎锡山，三方的心绪都很复杂。
日本是一个反共国家，其军国主义者在发动对中国的侵略战争时，其中一个重要的借口，也是诱使国民党妥协的筹码，就是彻底铲灭中国共产党。拋开政治因素，日本对中国共产党人的顽强不屈有深刻的了解，深知日本军队与国民党军队作战，不必有太多顾虑，但如果与共产党军队直接作战，那就另当别论了。日本驻北平特务机关长松室孝良，在一九三六年秋所作的秘密报告中，曾经特别警告日本当局，在中国，日本军队的真正“大敌”，是共产党领导的武装力量，因为这支军队尽管人数不多但能量惊人，中国共产党人是一个不能用常规逻辑解释的群体：
共产军之主力，现虽返还陕北，然有袭入察绥向满洲联苏抗日之危虞，此帝国不可忽视者也。此种红军，实力雄厚，战斗力伟大，其苦干精神，为近代军队所难能，其思想极能浸澈民心。以中国无大资本阶级，仅有小的农工阶级，即被煽惑，竟由江西老巢绕华南华中华西趋华北，转战数万里，备历艰辛，物质上感受非常压迫，精神反极度旺盛。此次侵入山西，获得相当之物质，实力又行加强。彼等善能利用时势，抓着华人心理，鼓吹抗日，故其将来实力不容忽视。中国大部分青年，鉴于国内政治腐化，军事经济之乏更生希望，政府之无抗日决心，退让无止境之主义，于彻底抗日之共同目标下，抗日图存收复失地号召下，纷纷加入共党，甘为共产军之前锋，潜伏华北，积极活动，并与在满红军取得联络，将来之扩大充实，亦为帝国之大敌。
以共产军之实质言，实为皇军之大敌。世界各国军旅，无不需要大批薪饷、大批物质之分配与补充，换言之，无钱则有动摇之虞，无物质更有不堪设想之危。共产军则不然，彼等能以简单的生活，窳败的武器，不充足之弹药，用共产政策，游击战术，穷乏手段，适切的宣传，机敏的组织，思想的训练，获得被压迫者的同情，实施大团结共干硬干的精神，再接再厉的努力，较在满的红军尤为精锐。此等军队，适应穷乏之地方及时零时整之耐久游击、耐久战术行军，则适其于将来不能速战速决物质缺乏之大战，极为显著，故皇军利于守而不利于攻，应严防其思想之宣传，及不时之游击与出没无定扰攘后方之行军。
可以想见，当听到中国共产党领导的武装力量与国民党领导的军事力量即将联合抗日的时候，日本人会是一种什么样的心境。
尽管接纳共产党是蒋介石面对严峻的民族危机做出的明智选择，但无论如何这一选择于他是迫不得已的。有一点他很清楚，如果八路军直接与日军作战，那么，他用了十年时间都没有达到的消灭共产党武装力量的目的，强大的日本军队或许能够帮他达到。只要八路军被推到战场的最前沿，武器装备十分简陋的红军即使不被彻底消灭也会遭到重创。因此，自红军接受改编之日起，蒋介石就不断地催促八路军赶赴平绥路前线。而八路军从其驻扎的陕北进入华北，必须通过阎锡山的地盘。为此，蒋介石专门致电阎锡山，口气如同一个下级在请示上级：
急。阎副委员长勋鉴：共军要求在韩城附近渡河，在同蒲线以西地区行进，至绥远集中，以便给养与行动迅速。可否照办？请速示复。中正叩。
阎锡山一贯奉行的是除了他的势力外谁也别想染指山西的政策。但是，现在有三股力量同时进入了他的地盘：蒋介石、共产党和日本人。在阎锡山看来，这三股力量都是他的敌人，可他无力消灭其中的任何一方。如何在抗日又不公开与日本人拼杀，拥蒋又能始终保持山西的独立，联共又不真的与共产党人合作的分寸中取得平衡呢？
阎锡山说：“我是在三颗鸡蛋上跳舞，踩破哪一颗都不行。”
在中国的地方军阀中，阎锡山与日本的关系最为密切。自一九〇九年从日本陆军士官学校毕业后，他一直与日本保持着极为友好的联系。一九一七年，他从日本购买了一个炮兵营的装备；一九一九年至一九二〇年间，他两次邀请中国驻屯军高级军官访问山西；一九二八年，张作霖的顾问土肥原贤二到访山西时，受到他极为热情周到的接待；一九三〇年，在与蒋介石进行的中原大战中败北后，躲避在大连的他受到日本人的精心庇护；一九三一年，在日本飞机的护送下他重回山西。阎锡山在山西的日子过得很不错，他对自己是全国皆知的亲日派颇为自得：“在中国会走日本路线的，只有我阎锡山一个人。”中日关系紧张起来之后，现在率第五师团攻击平型关的板垣征四郎曾对阎锡山的部下说过：“只要阎锡山不作一切抗日准备，永远与日本亲善友好，日本今后对他仍然尽力支持，给予应有的帮助。”阎锡山自己也认为：“华北纵然被日本打进来，山西境内也不会发生什么战事。”
然而，日本人的企图是，把河北、山东、山西、察哈尔、绥远五省从中国的版图中分离出去。日方多次派代表来山西，企图利用与阎锡山的亲密关系，利用阎锡山与蒋介石的矛盾，拉拢阎锡山出面充当日本制造的“华北五省自治”政府的头面人物。但是，日本人意外地在阎锡山那里碰了钉子。阎锡山不是个糊涂人。除了作为中国人在民族大义上所秉持的基本底线外，他认为日本人严重的损害了他的利益。阎锡山将山西盛产的煤炭和铁矿运往日本，交换来大型工厂和其他机械设备，在山西建起了一个庞大的工业体系，这一体系需要巨大的市场来维系。可是自日军占领平津后，山西销往华北的煤炭已被日本人截断，支撑山西经济的棉花销售也受到了日货的冲击。日军占领热河后，把山西商人全部赶走，彻底损害了山西钱庄和商人在热河的经济利益。更严重的是，日军相继侵占绥远和察哈尔一带，南下进入山西的企图十分明显。所以，摆在阎锡山面前的要害问题是，他必须要保住自辛亥年间成为山西大都督后苦心经营了二十多年的山西地盘：“你们看看九一八的东四省（辽宁、吉林、黑龙江、热河），现在的察北，在这种情势下，要不想叫人把自己的财产抢了，除过这一块土上的人大家起来抵抗死守，还有什么好法子？”
阎锡山与日本人翻脸了。
阎锡山是个喜欢自己创造名词、思想和理论的人。自决心抗日后，他提出的最著名的口号是“守土抗战”。阎锡山对这一口号的解释是：“以反侵略反畏缩的意义，站在整个国家责任立场上，纯论是非、不顾成败的抗敌行为。”阎锡山不下决心便罢，下了决心就表现得十分强硬，声称：“我已抱定决心，不惜牺牲性命，为救山西。但同时我也要擒住山西人，与我一块牺牲。”他训练山西的官员、民众和学生，组建起一支一万多人的“预备军官团”，同时大量吸引华北各省的爱国学生进入山西的军官学校，以至于太原大街上的人“至少有一半穿着军装”。阎锡山认为，他的晋军向来以“守”闻名，于是他提出的又一个口号是：“能守住就能存在”。为了表示自己的抗战决心，他把父亲留给他的八十七万元遗产以他母亲的名义捐给了绥远前线。在阎锡山的带动下，晋军军官们纷纷捐款，山西的民众和学生也发起了节衣缩食运动支援抗战。
城府极深的阎锡山看待任何事，都如同面对一本需要分析的商业账目。他说他无论干什么都必须顾到“利”：“以我们守土抗战说，是地方长官义不容辞的责任，应当尽力而为之，成功是成功，失败也是成功，不容返顾。当汉奸，国人共弃，是义所不当为者，失败是失败，成功也是失败，不容尝试。收复失地，是以成败定是非。成功是成功，失败是失败，必须审慎，到能成功的时候，才可为之。要是不估计我们的力量，和守土抗战认为同样的路线，孤注一掷，那就不但不能收复东四省，恐怕连华北华南也要失掉！要知道当敌人进攻东四省的时候，我们和他拼命，是个义；现在想得收复失地，必须顾到利。”
谁能真正读懂这个说话擅长绕来绕去的阎锡山？
唯一可以肯定的是，阎锡山顾不了别处，但要为自己的地盘尽“义不容辞的责任”。
阎锡山与蒋介石之间的貌合神离人所共知。一九三六年二月，在中央红军发动东征战役，从陕北大举进入山西后，阎锡山与蒋介石的矛盾逐渐激化。一心想吃掉阎锡山的蒋介石，以阎锡山请求军事支援为借口，立即任命陈诚为“剿匪”总指挥，同时派出自己的嫡系部队星夜疾驰进入山西。红军回师之后，蒋介石的部队不但赖在山西不走，蒋介石还利用各种手段拉拢晋军将领，使他们与阎锡山离心离德。对此，阎锡山不惜动用了非常手段，靠收买卫士将投靠蒋介石的晋军将领暗杀了——“我不亡于共，亦要亡于蒋。”阎锡山对蒋介石最大的不满，是当日军威胁山西的企图已趋明显时，蒋介石在援助缓远的问题上态度消极。一九三六年夏，阎锡山认定“绥远、晋北是日之在所必取”，如不守，这里会成为另一个“满洲国”，守则需要“强大之兵力与坚固之工事”，因此希望南京政府给予支持。为此，他甚至同意“将晋绥军队与国家财政统归中央”，可蒋介石只是一再命令他出兵陕北“围剿”共产党武装。显然，阎锡山已经算计出，此刻对于他的山西来讲，日本人的威胁为当务之急。他回复蒋介石：钧座可以另派部队，晋军决不出兵陕北。阎锡山知道他的山西“要有绝大的危难”，而依靠蒋介石解山西之危几近幻想。所以，他“决心自己牺牲一切，能救几分救几分”。
毫无疑问，阎锡山对共产党不但充满惧怕，也充满仇恨，特别是共产党武装长征到达陕北之后，与他的山西一河之隔，令他更加万分警觉。他在山西组织了一个庞大严密的“防共”网，制订了各种各样的“防共”措施，命令“所有各县境内暗通共党及扶助共党危害地方之人民，应即严拿立予枪毙”。阎锡山的悬赏令是：“一、凡在省会拿获确有证据之共产党者，每名赏大洋一百元；二、拿获共探者每名赏大洋二百元；三、通风报信因而拿获者，每名赏大洋五十元；四、赏洋立时向绥署领取。”悬赏令一下，山西全省草木皆兵，为了领赏，乞丐、行旅和小贩都成了共产党，甚至身上发现了红线、红布条者也会被当即逮捕。由于“嫌疑犯”杀得太多，连阎锡山自己都承认“各县办理此种案件，不免有草菅人命之情事”。但是，对于中国共产党坚定的抗日立场，阎锡山既是确信不疑的又是己所急需的：“东北失守后，张学良退出东三省，坚持抗战的都是共产党，没有一个国民党，假如日本人打进山西来，山西抵抗不了，蒋介石也抵抗不了，怎么办？”希望保住地盘的阎锡山开始考虑联共问题，他认为借助共产党的力量或许是保存自己的一条出路。信奉“存在就是一切”的阎锡山不再提“防共”了，转而提出山西的第一政策是清除汉奸。一九三六年九月，尽管明知有共产党地下组织的支持，他还是宣布以动员山西民众抗日为宗旨的“牺牲救国同盟会”成立，并亲任会长。阎锡山表示：“和平的确到了绝望的时候，牺牲确已到了最后的关头。”看到了阎锡山的转变，共产党人托晋军第六十六旅三九二团团长郭登瀛给他带来了毛泽东的亲笔信。毛泽东在信中劝解阎锡山：“救国大计，非一手一足之烈所能集事。敝军抗日被阻，然此志如昨，千回百折，非达目的不止，亦料先生等终有觉悟的一日。”共产党方面表示愿意与阎锡山达成谅解，联合一致共同抗日。出于内心的不踏实，阎锡山召集将领和幕僚们举行了一次“民意测验”，题目是：如果日本进攻绥远，是中立好，还是帮助日本人打共产党好？还是联合红军抗日好？阎锡山要求当即不答，给出审慎思考的时间。——“数日后开会表决，到会三十八人，以三十一对七票成决议，赞成联合红军抗日。”
历史在某一时刻会突然变得令人惊愕：昨天还在血拼的不共戴天的两军，今天成为需要协同作战的盟者。坐在阎锡山客厅里的共产党人，周恩来自不必说，彭德怀和徐向前都是与国民党军队血拼的悍将。此时此刻，阎锡山绝不会想到，仅仅十年后，正是面前的这两个共产党将领共同指挥了攻击他老巢的太原战役，将他和他指挥的国民党军赶出了他至死也没能再见一面的山西。
平津相继失陷后，阎锡山到南京接受了第二战区司令长官的任命。在南京期间，他聆听了周恩来代表中国共产党在国防会议上发表的对抗日战争战略意见。回到寓所后，阎锡山对随员说了这样一句话：“非打不行了！不打，共产党不答应！”
共产党武装已经进入他的地盘，因此阎锡山对共产党方面格外在意。
晋北战局的恶化速度大大出乎阎锡山的意料，不到一个月的时间日军就从绥远一直打到了内长城脚下，已经逼近太原。
阎锡山希望八路军能够发挥作用，凭他以往与共产党武装作战的经验，他知道八路军能够起到作用。
“八路军上来了！”的消息迅速传遍全中国。
尽管换上国民党军的帽徽的时候，红军官兵的思想出现了波动，但经过耐心的讲解工作以及给每个官兵发了一枚“红军十年艰苦奋斗”奖章，红军官兵打鬼子的热情不断高涨起来。
一九三七年八月二十二日，八路军第一一五师三四三旅作为先遣部队从陕西三原出发，该师第三四四旅和直属部队相继跟进，于韩城东渡黄河；第一二〇师于九月三日从陕西富平出发，紧随第一一五师于韩城东渡黄河；第一二九师作为第二批出动部队移驻富平，并准备于九月三十日出发。八路军集结于晋北，一是因为这里是其从陕北开赴抗日战场最便捷的地方；二是因为晋北复杂的地形不利于日军坦克大炮等重武器作战，却有利于八路军发挥其山地游击战的优势。九月二十一日，朱德、任弼时、左权、邓小平等率八路军总部进抵太原。
八路军出发前，在陕西泾阳县的云阳镇召开了抗日誓师大会。会场上挂着“为保卫国土流尽最后一滴血”的标语，老百姓把会场外围挤得里三层外三层，很多人趴在树枝和屋顶上。在朱德的带领下，八路军官兵把《八路军出师抗日誓词》复诵得震天响：
日本帝国主义，是中华民族的死敌，它要亡我国家，灭我种族，杀害我们父母兄弟，奸淫我们母妻姐妹，烧我们的庄稼房屋，毁我们的耕具牲口。为了民族，为了国家，为了同胞，为了子孙，我们只有抗战到底。
我们是工农出身，不侵犯群众一针一线，替民众谋福利，对友军要亲爱，对革命要忠诚。如果违反民族利益，愿受革命纪律的制裁，同志的指责。谨此宣誓。
八路军出发了。
正是收秋的日子，沿途的大道两边，老百姓摆着茶壶茶水和干粮鸡蛋。前方不断传来日军仍在向南推进的消息。过黄河的时候，八路军官兵默不作声，想起了去年红军东渡黄河时牺牲在这里的战友，船工的号子在沉寂的天地间此起彼伏。
八路军行军到达同蒲路，阎锡山派出的火车已在侯马车站等候。官兵们转乘火车一路向北，铁路两边开始出现躲避战火的难民了，官兵们知道离作战前线越来越近了。
第一一五师第三四三旅六八五团团长杨得志率领部队乘火车抵达太原车站时，已是午夜。杨得志奉命去城里的一个晋军招待所找到他的师长林彪并接受任务。太原城门紧闭，杨团长通过城门后，不认识城里的路，只好雇了辆黄包车。拉车的是个骨瘦如柴的老人，杨团长不忍心坐。可老人听说是八路军，不但愿意拉，而且怎么也不收钱。杨团长说，这不是车钱，是我们请您老人家吃顿饭，老人掉了眼泪。
见到师长林彪，林彪表情严肃：原定的作战计划有变。
根据中共中央政治局洛川会议决议，八路军的基本任务是：创建抗日根据地，钳制与消耗敌人，配合友军作战，保存和扩大自己。战略方针是：独立自主的山地游击战。作战区域是：冀、察、晋、绥四省的交界地带。当时毛泽东的设想是：把八路军的三个师集中使用，放在恒山山脉之中以开辟根据地。但是，现在敌情发生了变化：平汉路和津浦路上的日军推进到了石家庄和德州一线，平绥路上的日军占领大同后正沿着同蒲路南下，其第五师团更是南下到了平型关附近，中国军队第二战区部队已全面退守至平型关、雁门关内长城一线。毛泽东的判断是：日军采取的是大迂回战术，企图夺取太原，威胁平汉路的侧背，进而实现夺取华北五省的目标。因此，中共中央决定，改变八路军集中配置恒山地域的原定部署，改成配置于山西的四角：第一二〇师转至晋西北地区；第一一五师进入恒山山脉南段并准备逐渐南移太行山和太岳山方向；第一二九师进至以吕梁山为依托的晋西南地区。这样的变更，能够对日军占领的中心城市和主要交通要道形成包围态势，可以保持八路军在战略上的主动，有利于山地游击战的开展，也有利于配合友军机动作战。但是，阎锡山集中兵力于平型关与日军决战的计划已定，并要求八路军出击日军的侧背。为了完成第二战区交代的作战任务，除命令第一二〇师进至雁门关以西地区，侧击由大同南下的关东军察哈尔兵团以册应平型关外，八路军第一一五师还必须立即向平型关前进，迅速派出侦察分队侦察敌情和地形，准备投入作战——毛泽东曾明确说过，八路军“不打硬仗”，但是，即将发动的平型关一战，无论采取什么形式作战，都已超出了“山地游击战”的范畴，都将是一场与日军面对面的硬仗。
第一一五师转向平型关方向急速前进。
从太原乘火车继续往北，没走多远就遭到日军飞机的轰炸。待列车开到原平车站时，铁路被炸毁了，而这里距平型关尚有一百多公里。心急如焚的阎锡山立即派出一个汽车团前往接应。这个汽车团是阎锡山的宝贝，全团清一色的美式卡车——阎锡山不惜一切也要把八路军运送上去。杨得志团长坐在一辆卡车的驾驶室里，司机是个在国民党军中服役多年的中年汉子，他的过分客气让杨得志感到很不自在，后来杨团长才明白了这个国民党老兵客气的原因：
最后一次“围剿”你们，我就开车到了江西。后来，你们长征——我们长官说叫“西窜”——我又开车跟过你们，不久前才调到山西来的。我开车，没打过仗，可见过你们。我曾想跑到你们那里去，可又一想：共产党没有汽车，我又不会打仗，去送死呀？你想，我被抓来当兵，家里上有爹娘，下有老婆孩子，我死了他们咋活？现在，我虽然活着，但也不知道他们还喘气不喘气哩！这回好了。共产党和国民党不打仗了，大家一块打日本鬼子，打完日本鬼子我就可以回家了。我不是当着您说好听的，要真的正儿八经打鬼子，还得靠你们呀！要是我跟着你们，让鬼子打死了，那也不屈。中国人嘛！还能让个小东洋欺负着？
第一一五师赶到了平型关以西的大营，在那里撞上了从前线下来的溃兵，一问是从灵丘方向一路退下来的。第一一五师的战士拦住了他们，溃兵们指手画脚地向八路军形容日军的火力如何猛烈。
日军板垣征四郎的第五师团正向平型关直扑而来。
平型关，位于晋北繁峙县的东北方向，自古为交通要冲。其西面是恒山，东面是太行山，两山之间纵贯一条大道，即蔚代（蔚县至代县）公路。沿着这条公路，从蔚县以南的灵丘至平型关约三十公里。公路的两端的势较为平缓，只有小寨村至老爷庙一段地势险峻：两山夹着一条沟，沟深十至三十米，宽十至二十米，两侧陡壁如削——只要进入沟内，兵力和火力都难以展开，是个伏击歼敌的好战场。
此时，日军第五师团由浑源、灵丘和涞源分三路由东向西攻击，三路日军相距较远，攻击平型关的日军约为一个旅团的兵力。板垣征四郎深知平型关地势险要，因此在这个方向采取的是正面逼迫、侧翼强攻的战术，即用小部队抄小路插入平型关的侧后，以威胁正面阻击的中国军队。具体部署是：第二十一旅团旅团长三浦敏事率三个大队实施正面攻击，第二十一联队队长粟饭原秀率两个大队偷袭平型关侧后。
中国军队平型关地区作战方案由第七集团军总司令傅作义、第六集团军总司令杨爱源以及第十八集团军第一一五师联络参谋一起商定，并由第六集团军总司令部发布：正面主攻部队为第七十一师附新编第二师。第七十一师一个团自团城口至2141.96高地间沿着山麓向东再向南迂回，以团城口北面的蔡家峪、小寨为攻击目标；两个团由2141.96高地至西河口之间向东攻击，掩护团城口正面攻击部队的左侧，截断日军向北撤浑源之路，以平型关以北的王庄堡为攻击目标；一个团为预备队，由团城口附近前进。第十七军第八十四师固守平型关正面原阵地。独立第八旅以一部协助第七十一师攻击，以辛庄为攻击目标。八路军第一一五师担任敌后各地之攻击，以团城口以东的东河南至团城口以北的蔡家峪为攻击目标。
二十四日，傅作义进驻平型关以南的大营指挥部。
应该说，中国军队的作战计划是一个很不错的局部围歼计划，即正面高桂滋的第十七军第八十四师死守不退，同时确保平型关侧翼在我手中，等日军进入平型关后，由林彪的第一一五师和郭宗汾的第七十一师两面夹击，将进入险要地段内的日军全歼。其要点是：正面要守住，出击要迅猛，配合要默契，歼敌要果断。
十三日，第一一五师召开了连以上干部会议进行战前动员。晚上，师部率主力推进到平型关东南十五公里处的冉庄地区。二十四日，林彪和副师长聂荣臻根据地形勘察结果，确定在平型关东北方向的关沟至东河南村之间长约十三公里的公路两侧设伏。其部署是：以第三四三旅的两团担任主攻，其六八五团占领关沟至老爷庙以东高地，截住敌人的先头部队；六八六团占领小寨至老爷庙以东高地，分割歼灭沿着公路开进的日军，尔后协助六八五团向平型关以西东跑池方向发展。以第三四四旅六八七团占领西沟村、蔡家峪、东河南村以南的高地，断敌退路，阻敌增援；以六八八团为预备队，置于东长城、黑山村附近。师独立团和骑兵营插到灵丘、涞源、浑源之间地区，钳制和打击增援平型关之敌。
午夜，第一一五师在黑暗中冒着倾盆大雨向平型关开进，拂晓前全部进入阵地。
但是，就在第一一五师官兵向阵地前行之时，担任平型关正面阻击任务的第八十四师擅自放弃了阵地。
防守平型关正面阵地团城口的第八十四师，始终承受着日军的强大攻势，残酷的阻击战几乎一直未停，以致军长兼师长高桂滋不断地求援。第八十四师由原属西北军的陕军一部演变而来，在历史渊源上与阎锡山的晋绥军没有太多的关系。此次编成战斗序列时，在阎锡山和他的晋绥军将领们看来，第八十四师是“半嫡系的准中央军”，即他们通常所称的“客军”，既然是客就不是自家人——中国地方军阀间相互排斥和彼此掣肘的恶习，在战场上影响胜负的关键时刻再次显露出只管自己不顾其余的顽劣。高桂滋担负着最严酷的正面阻击任务，心里本已感受到晋绥军是在“欺客”；而面对高桂滋一再请求增援的电报，阎锡山的将领们本着“客军都是打一板子叫十声的”的观念，增援一事就是只说不做。最后时刻，高桂滋甚至在求援电报里用了“最后哀鸣，伏维矜鉴”的字样，声称“再无援军，只有出于冒犯军令进行撤退之一途”。但第六集团军副总司令孙楚坚持说，所有部队都“同样受到猛攻”，没有多余的兵力派出。
新任第六十一军军长陈长捷的分析是：
由于攻平型关之敌源源北展，高（高桂滋）部发生了恐慌。一闻郭军（郭宗汾的第七十一师）到达大营，更加紧向孙楚呼告不克支持，且直接要求郭军即刻增加前线守御。郭以奉令出击为辞。孙（孙楚）对双方争执，未加明确节制，固认高部意存避敌，以为郭军集结好一展开出击，便可立解纠纷。十四日晚，敌对高部阵地右翼西跑池和团城口两处发动夜攻，高已觉形势严重，要求开到齐城的郭军一部就近增加于西跑池，郭又未允。当夜孙楚适得八路军高参通报：林师已阻截平型关、东河南敌后的公路，即对敌发动抄击，并以一部向大小含水岭挺进，接应团城口、平型关大军进击。形势大好，敌已陷我掌握之中。孙楚认为高部纵感紧急也是暂时的，可以坚持；郭军须集结全力做大规模出击，不可分割应付，以免陷于肢着。
但是，高桂滋部的说法却是阎锡山为保存实力“按兵不动”。为了堵住日军第五师团的攻击，第八十四师自二十二日起一直处于苦战中。战斗的第一天第二五一旅五〇二团团长腹部中弹，营长李荣光阵亡。尽管部队伤亡巨大却依然坚持着，就是因为每每听说阎锡山的援军就要抵达。可是打到第四天，援军依旧不见踪影。日军的攻击已经不分白天黑夜，大雨中，第八十四师官兵不得不下半身浸在泥水里作战。第二五一旅旅长高建白火了：增援的时间一拖再拖，这是你们晋绥军的地盘，我们是来替你们打仗的，你们怎么能眼看着我们就这样死光？为了国家，军人理应抱牺牲之决心挽救危亡，可是晋绥军也是身穿军服手持武器，却作壁上观！至于“擅自放弃战地”的指责，高建白旅长更是牢骚满腹：
我全线官兵，义愤痛恨，达于极点，眼看英勇杀敌的爱国弟兄们一批一批死于炮火与肉搏之中，而十六个团近在咫尺，旁若无事。大家都气愤地说：“这是何道理！这是何道理！”十时，敌趁雨猛烈反攻，千呼万唤晋绥军的两个连才姗姗而来……我们再三请求他们开入阵地，参加战斗，他们趑趄不前……我旅官兵自二十一日入关，浴血奋战已有一周，官兵有三日没有吃饭、六日未曾休息者。加以风雨侵袭，枪口内塞满了雨泥，最后只得凭手榴弹来拼命防御。我官兵在敌炮火猛烈扫射下，多数壮烈牺牲。下午，吕晓韬团长也陷敌重围之中，我派奋勇队冲入敌围，将吕团长接出。这时官兵伤亡惨重，全线数处被敌突破，弹尽援绝，被迫后撤。
无论真相如何，事实已经造成：当八路军第一一五师出击的时候，平型关的侧后阵地已经丢失，原计划与他们配合夹击日军的第七十一师出击道路被日军堵塞。二十五日拂晓，第七十一师按原计划出击，遭到日军猛烈炮火的拦截，日军居高临下地俯冲下来，将第七十一师压迫在了迷回、涧头的一侧——所谓“夹击围歼”的作战计划在八路军第一一五师出击之时已经成为泡影。
但是，第一一五师还是准时出击了。
共产党武装此时没有任何别的选择，只有不顾一切地向当面之敌勇猛地杀去！
团城口、鹞子涧、东西跑池一线，大约两公里的正面要点均被日军占领。日军认为一头控制了平型关入口，一头控制了灵丘城，这就等于控制了灵丘至平型关三十公里的通道。从军事常识上讲，这应该是一条安全的通道了。
因此，对于八路军的伏击，日军完全没有防备。
二十五日上午，日军第六兵站汽车队携带着大量辎重由灵丘向平型关开进。这是一支由八十多辆汽车、一百多辆马车和几百名官兵组成的队伍。大雨后的道路泥泞不堪，几乎所有的日军官兵都坐在车上，山谷狭窄，车马拥挤，行进缓慢。由于自认为道路安全，加之进入中国后所向披靡，因此日军竟然没有派出尖兵开路，也没有派出搜索队对道路两侧进行侦察，而是堂而皇之开过来了。上午十时左右，日军前锋出了南面老爷庙沟口，后卫也过了北面的小寨，蔡家峪以东看不见日军了——日军已全部进入了八路军第一一五师的伏击圈。
负责迎头截击的是杨得志的六八五团。
这个团是共产党武装力量的老底子部队之一，三个营都有着光荣的历史，三位营长都是红军时期的干部 一营是朱德从南昌起义带出来的部队，营长刘正；二营是毛泽东从秋收起义部队中带出来的，营长曾国华；三营是赣西南黄公略领导的红三军的底子，营长梁兴初。全团许多战士都是经历过万里长征的了不起的士兵。
包括杨团长在内，六八五团全团没有一块手表，官兵们不知道确切的时间，直到听见了日军的汽车马达声传来。大雨停了，的还是湿的，官兵们伏在地上，军装都湿透了，远远地看到了第一辆汽车上的太阳旗，然后看见了坐在车上头戴钢盔、身穿黄呢大衣、把上了刺刀的步枪抱在胸前的步兵。这是八路军官兵第一次见到日军。
他们的印象是：“真有些不可一世的味道。”
第一辆汽车到了六八五团阵地前，杨得志团长发出了开火的命令。八路军的子弹和手榴弹从天而降，日军的汽车和马车相互撞击着，步兵们惊慌失措地滚下车来四处散开。火焰在公路上冲天而起，日军官兵的身上鲜血直流，到处是惊叫声。短暂的惊慌之后，日军军官们举起了指挥刀，士兵们从汽车底下爬出来，开始形成战斗小组，向公路边的高地冲去。
六八五团一营冲到公路边，一连和三连抢先一步冲上高地，把正在攀爬的日军打了下去。然后转身一个反冲锋，把眼前的这股日军消灭了。四连在抢占高地时晚了一步，冲击时连长负伤，一排长替代指挥位置，全连分成两路猛攻，最终把爬上高地的日军逼回了公路。这时候，日军的飞机来了，低空盘旋着，但无法射击和投弹，因为双方已经完全混战在了一起。
最激烈的白刃格斗在二、三营的阵地上展开。二营五连连长曾贤生同志，外号叫“猛子”。战斗打响前，他就鼓励部队说：“靠我们近战夜战的光荣传统，用手榴弹刺刀和鬼子干，让他们死也不能死囫囵了。”发起冲锋后，他率先向敌人突击，二十分钟内，全连用手榴弹炸毁了二十多辆汽车。在白刃战中，他一个人刺死十多个日本兵，身上到处是伤是血，一群日军在向他逼近……曾贤生同志拉响了仅剩的一颗手榴弹，与敌人同归于尽。他的壮烈行为鼓舞着我们，更鼓舞着他身边的战友。这个连的指导员身负重伤，依然指挥部队；排长牺牲了；班长顶替；班长牺牲了；战士接上指挥。就这样，前赴后继，打到最后，全连只剩下三十多位同志，仍然顽强地与敌人拼杀！三营的九连和十连冲上公路后，伤亡已经很大，但他们依然勇敢地与敌人拼杀，以一当十，没有子弹了就用刺刀，刺刀断了就用枪托，枪托折了就和敌人抱成一团扭打，哪怕只有几秒钟的空隙，他们也能飞速地拣起石块将日本兵的脑壳砸碎。战斗到最后，两个连队眼睛都打红了，尽管伤亡都超过了半数，战斗情绪却依然旺盛得很。这是血战，是意志的搏斗，也是毅力的考验。
六八六团出击前，每人只发了一百多发子弹和两颗手榴弹。由于向阵地运动时突遇山洪暴发，官兵们个个满身泥水，嘴唇发紫，趴在地上冷得发抖。这个团位于伏击圈的中部，只等前面的六八五团一打响，他们就冲下去。但是，还没听见六八五团枪声的时候，面前的日军却停了下来，而且还向两侧开枪射击。无法判断这是盲目射击，还是敌人发现了什么，于是出击的命令下达了。
公路上短暂的混乱之后，日军纠集起战斗序列开始向老爷庙高地冲锋。此时六八六团三营奉命抢占老爷庙高地，当官兵们呐喊着冲上去时，瞬间就与日军面对面撞在了一起。团长李天佑在电话里得到报告说，三营营长负伤，九连的干部全打光了。李天佑严令三营不要怕伤亡，坚决地冲上去！命令下达后，三营再也没有关于伤亡的报告。老爷庙高地前的四十多米的斜坡上，双方肉搏战持续了近两个小时，到处是双方官兵的尸体，最终日军支持不住退了下去。六八六团占领老爷庙高地后不久，日军重新集结向老爷庙高地展开集团冲锋，六八六团死顶不退，一直坚持到六八七团攻了上来。
六八七团负责的是攻击日军行列的尾部，然后向前压缩。当日军在老爷庙打开突围缺口的企图绝望后，又转向团城口方向冲锋，第一一五师投入了预备队六八八团，得以形成将日军包围的态势。之后，残酷的近战持续到傍晚，直到“马路上、山沟里，半山上所有望得见的地方，再没有活着的敌人”。
就八路军官兵而言，无论多么身经百战，还是被眼前残酷的战斗情景震惊了。在他们的战斗经历中，之前没有遇到过如此顽凶的敌人。完全可以把躲在汽车下已被包围的日军士兵击毙，但八路军官兵没有开枪，而是像往日里一样俯下身子喊：出来吧！但是，出来的不是人而是子弹。直到这时候，八路军官兵才明白这是日本人。遇到负了重伤的日军士兵，八路军官兵本能地要为其裹伤，却被伸过来的刺刀猛地戳进了胸口——即使战场上的战斗已经结束，双方的伤员依旧扭打在一起，直到其中的一方死亡为止。
日军士兵听不懂“缴枪不杀”的喊话。
在日军士兵所受到的军事教育中没有“缴枪”一词。
日军第六兵站汽车队《参加平型关作战的战斗详报概要》显现出他们对所遭遇的对手极为困惑，因为这个对手不但拥有不可比的勇敢，而且其战斗员“均为二十岁以下的少年兵”：
……车队以矢岛中队在前、中西中队在后的顺序前进，队长的位置在接近矢岛中队前列的地方。矢岛中队的全部、中西中队的一半进入凹道时（九时三十分），忽听前方的喊声，我方同时受到来自两侧悬崖约一个旅敌人的攻击，战斗即刻开始。敌人向我射击、扔手榴弹。由于先头的自卫队受敌压迫，中队长即命第一小队长一并指挥自卫队向敌发起进攻，同时向队长报告了进攻决心。随即遭到右侧高地上的重机枪、迫击炮的射击……此时，汽车队本部陷入敌重重包围之中，队长派出传令兵向旅团告急……后续的中西中队已在远方左侧高地上开始散开射击。另外，前面的自卫队不断出现战死者，敌向第二小队背后逼来，中队完全陷入敌之重围。上午十时三十分，旅团派来援兵一个步兵小队，乃命其在中西、矢岛两中队之间投入战斗……十一时三十分，传令兵带来队长战死的消息，大家愤慨万分（此系误传，从第一小队长处获悉，队长被手榴弹炸伤）。但其后接到队长遭左侧高地重机枪扫射而战死的可靠消息后，中队长命令边烧掉汽车边后撤，时间为十二时四十分……当面之敌几乎均为二十岁以下少年兵，作战勇敢，远非以前所遇之敌可比，或为以学生等组成的军队。再者，其战术类似苏军之战术，显系在其指导之下。
报告中所说的“队长”名叫新庄淳。日本《东京朝日新闻》一九三七年九月二十七日第三版报道：“陆军辎重兵中佐新庄淳于二十六（二十五）日上午十一时在山西省光荣战死。该中佐为山口县人，陆军士官学校第二十五期毕业生，曾任陆军整备局委员。”
二十五日深夜十二时半，日军第五师团获悉其补给部队被伏击围歼的消息。位于蔚县指挥作战的板垣征四郎立即命令第二十四联队第三大队从灵丘出发前去救援。二十六日，第三大队到达那条遍布着日军尸体的公路时，八路军第一一五师已经撤出。
日军第五师团第二十一旅团第二十一联队的记述是：
……行进中的汽车联队似遭突袭全被歼灭，一百余辆汽车惨遭烧毁，每隔约二十米，倒着一辆汽车残骸。公路上有新庄淳中佐等无数阵亡者及被烧焦躺在驾驶室里的尸体，一片惨状，目不忍睹……用了长达三个小时，才把一辆辆烧焦的汽车拖到公路的一边，处理好阵亡者的尸体……遇险的中尾贞义所介绍的经过综合如下：粟饭原秀部队（第二十一联队）的大行李队和山口、中岛两个大队的大小行李队，编成了约有七十辆辎重车辆、十五名辎重兵、七十名特务兵的车队，车上满载着部队军官的行李、士兵的冬服和粮食、弹药等。九月二十五日，行李队认为若走三浦（三浦敏事）支队经过后的路，大概是安全的，于是从灵丘出发上路……正当行李队全部进入长约三百米的沟道时，队伍前后两方，突然从头顶上方投下了手榴弹。这完全是突如其来的袭击，因为是三浦支队走过的路线，完全放心前进，以致在吃惊的同时队伍完全混乱。最初前端的车马受到打击，而使夹在中间的车辆无法动转。加以特务兵既无枪支又无手榴弹。恰有师团的桥本参谋因去三浦支队进行联络搭车同行，他命令高桥小队分成两部，攀登两侧悬崖，桥本参谋、高桥少尉各指挥一侧，努力实行防御战。但敌人依仗人多势众，投掷手榴弹，接连不断地向我发起进攻，无奈寡不敌众，无能为力，小队完全覆灭，最后一点枪声也听不到了。峡谷前后均被敌人包围，人马几乎全都死亡。下午三时，已无一人对敌反抗，敌人在凯歌声中，夺取峡谷中的军官行李、服装、粮食等。
桥本参谋战死的消息由《东京朝日新闻》一九三七年九月二十九日晚刊刊出：“步兵中佐桥本顺正于二十五日在山西省灵丘县小寨村附近的战斗中光荣战死。该中佐为京都人，毕业于陆军士官学校第二十七期步兵科，成绩优秀，后在陆军大学毕业，前途颇受瞩望，曾任中国驻屯军参谋，对其战死不胜痛惜。”
就在这一天，八路军总指挥朱德和副总指挥彭德怀代表八路军全体官兵发出了一封《八路军告日本士兵书》，中间也谈到了故乡、父母和妻儿，谈到了死亡：
日本的士兵们：
你们大概早就听说过红军这个名字吧！我们现在的第八路军就是原来的“红军”，也就是日本报纸上常说的“共产军”……日本士兵们！想想吧！你们在中国战场上被牺牲，被打死，有什么好处呢？一点好处都没有。如果日本胜利了，牺牲是日本的士兵，日本的工农，而日本的资本家、地主、军阀则坐享幸福。如果日本胜利了，那么日本的统治者更加可以巩固他们的地位，增强他们对于日本工农的剥削，延长他们对于日本工农的剥削，同时也更增强日本军阀对中国人民的奴役……日本士兵们！你们的牺牲是一钱不值的，你们的尸首也落在中国没有收殓，你们国内的工农也不愿意你们打中国人民，全世界的工农也都不愿意你们打中国人民！你们就是牺牲了，全世界的工农都在埋怨你们！你们想想吧！觉悟吧！……日本士兵们！不要为日本军阀而牺牲你们的生命！回日本去吧！你们的父母妻子在望你们！回日本去吧！与你们国内的工农一齐起来革命！日本士兵与中国士兵联合起来！停止战争进行联欢！……
平型关伏击战，八路军第一一五师伤亡六百多人。
尽管伤亡很大，但这无疑是一次惊人的胜利，是中日全面开战以来中国军队第一次打贏歼灭战，且因缴获了大批步枪、机枪、子弹而斩获甚丰。
但是，从平型关战场的全局看，从中国军队最初的战役设想看，整个战役存在着巨大的遗憾，以至于阎锡山对此咬牙切齿：“高桂滋放弃团城口，比刘汝明放弃张家口，更为可杀！”仅就当时中日双方的兵力对比和战场态势而言，如果中国军队各部坚决贯彻作战计划，彼此之间紧密协同配合，完全有可能打一场更大规模的歼灭战，并一举改变晋北战事的被动局面，为日后作战奠定更为有利的基础。
但是，一切都已再无可能。日军第二十四联队第三大队抵达战场后随即投入作战。同时，由大同南下的关东军察哈尔兵团混成第二旅团也从浑源出动以增援团城口地区的作战。二十六日，日军与中国守军第七十一师和独立第八旅展开激战，第七十一师陷入包围，苦战待援。关东军察哈尔兵团混成第十五旅团当日攻击茹越口，受到中国守军第三十四军的阻击。战场僵持时刻，受八路军第一一五师胜利的鼓舞，阎锡山认为可以把日军挡在平型关外，于是彻底放弃了原定作战计划，重新下达了作战命令：
一、平型关正面之敌连日与我激战，已被我击退，本敌由浑源、灵丘增援甚众，其一部约两千余人，炮二十门，向茹越口一带进攻，似有进入关内之企图。
二、第六集团军应联合第十八集团军及总预备军，迅速击破进攻平型关之敌，第七集团军第三十四军应竭力抗击茹越口一带之敌。其余各军固守阵地，以待我主力调整反攻。
为了达成以上作战目的，阎锡山动用了他的嫡系部队：陈长捷率新组建的第六十一军支援平型关方向。
现在的第六十一军，是枪毙李服膺军长后重新组建的。可能与前任军长受到军法处置有关，该军作战积极，上了平型关就把被包围的第七十一师解救了出来。但在日军的猛烈反攻下，经过残酷的肉搏战，中国守军伤亡巨大，已缓解不了围绕着平型关附近诸个要点的混战。第六十一军苦战两天，阵地反复失守和夺回，战局依旧没有明显转变。
二十八日，为了打破僵局，阎锡山和杨爱源、孙楚、傅作义等人共同商定了一个决战方案，除了要求第七十三师和第七十一师坚守阵地外，命令第六十一、第三十五、第三十三军相互配合，向平型关外全面出击，对日军实施围歼。计划刚刚制订完毕，傅作义急调第三十五军参战，部队尚未部署展开，战场恶化的消息已至：进攻茹越口的日军第十五旅团冲破了中国守军防线。二十九日，越过茹越口的日军向南面的铁甲岭攻击，中国守军阵地再失，导致第三十四军向繁峙撤退。第十九军军长王靖国命令独立第二旅侧击茹越口之敌，试图从背后威胁进攻繁峙的日军，但该旅尚未立稳就被日军冲垮了。当晚，繁峙城被日军占领。第三十四军再退时各部都受到日军的凶猛追击而无法立足。
茹越口与繁峙的失守，令两路日军从南北两面逼近了雁门关。
此时，在雁门关以西的太和岭口前敌指挥部里，阎锡山坐卧不安。最后，第二战区执法总监张培梅劝阎锡山不要犹豫了赶紧走。“阎于是准备起身，他带了个修路队，前往繁峙县砂河镇，阎在砂河镇附近的一个村内召开军事会议。”——砂河镇，阎锡山在大战前计划把日军放进来彻底围歼的地点，现在他在此开会研究的已不是围歼日军，而是下一步如何是好。
一九三七年九月三十日的深夜，在砂河南山山麓的一个小村庄里，阎锡山和他的幕僚以及将领们陷入苦思。
多数将领——特别是傅作义——的意见是：目前的战局并没有恶劣到不能打下去的程度。八路军第一一五师在平型关给一部日军重创，从灵丘方向来犯的日军第五师团前方受阻，后方断绝，接济已成问题。而从大同方向来犯的关东军察哈尔兵团虽闯入茹越口占据了繁峙城，但究竟距离板垣征四郎的第五师团还有上百公里，仅能起到声援的作用。中国军队第二战区的主力还有大部布防于雁门关和恒山，兵力尚算得上雄厚，如果动用主力首先围歼闯入茹越口的日军，不但能打破危局，还很有可能创造平型关前的另一个胜利。
无奈，此时的阎锡山，作为战场的主帅，已经“心怯胆寒”，他虽然明白“强国以武力为后盾，弱国以决心为后盾”的道理，但一旦临战，他的决心很快就发生了动摇。由于繁峙城被日军占领，阎锡山现在等于置身前敌，一旦日军扑过来，危险的不仅是全局，还有他本人。这个意思被阎锡山的五台山老乡第六集团军总司令杨爱源说了出来。杨爱源说，东条英机的兵团里有不少伪蒙军，这些伪蒙军都是热察地区的蒙古人，这些蒙古人有年年朝拜五台山的习俗，因此他们熟悉从繁峙城经过硪口上五台山的每一条大小路径。一旦他们冲击硪口直上五台山，阎长官回家的路不就断了吗？
这番话让阎锡山如梦初醒：
被隔在繁峙以东的阎锡山，视其所辟的从峨口上五台山的土公路，为他当前唯一可以坐车逃生的道路。（阎锡山向来不敢乘马，只能勉强骑驴，还得有人前后扶持缓行，加以照料。）经杨爱源一提示，认为他想逃走的路，明早可能即为敌骑所截。于是意识一震，击案起立，喊道：“我看如此战局，无法补救了，迟退且陷全灭！星如（杨爱源，字星如）、宜生（傅作义，字宜生），就下令全线撤退吧！”
当晚阎锡山乘坐汽车上了五台山。
晋北战场下达了全线撤退的命令。
按照阎锡山的命令，杨爱源、傅作义、孙楚等人决定各军向五台山、云中山、芦芽山一线撤退，主力集结布防于忻口与忻县之间以拱卫太原。
将领们的失望情绪溢于言表，认为阎锡山辜负了前线的形势。此时，在平型关、团城口方向，孙楚的第三十三军、郭宗汾的第七十一师、陈长捷的第六十一军，已经先后投入战场，对日军第五师团主力苦战半月，各部队兵员死伤近万。特别是八路军第一一五师已经抄到灵丘敌之后方，完全可以大军出关以围歼日军第五师团。仅仅因为一部分敌人侵入茹越口，袭占繁峙城，就“疑惧丛生”的决定全线撤退，致使中国军队主动放弃了适时进击重创日军的机会，此乃“辜负多矣”。
但是，无论如何，在晋北战场上，八路军第一一五师在平型关取得的战果令全中国人民“曷胜喜慰”。
蒋介石贺电：
阳曲。朱总司令、彭副总司令勋鉴：
寝寅（二十六日寅时）电悉。
有（二十五）日一战，歼寇如麻，足证官兵用命，指挥得宜。捷报南来，良深嘉慰。尚希益励所部继续努力，是为至盼。
中。俭（二十八日）。侍参。京。
从军事规模上讲，八路军第一一五师的平型关一战，只是一场规模有限的伏击战。然此战之所以能引起“举国同欣”，是因为八路军以有限的兵力和简陋的武器，在对日战争初期给中国的民族精神和军队士气注入了令人振奋的鼓动。此战至少带来了这样的社会效果：为了民族大义，中国共产党真心诚意地与国民党人携手联合，真刀实枪地也开赴抗日战场对敌作战。过去国民政府总在说，共产党武装是一群穷途末路的乌合之众，现在八路军不但能打敢拼，而且面对强悍的日军打了一场胜仗。这足以证明一个真理，那就是只要中国人挺起腰杆拿起武器，抗战的胜利就有希望！
在那段历史时期，对于中国，希望比金子都宝贵。
尽管抗战的艰辛之路漫长得看不见尽头。