明明是固守平型關，到實際戰場上卻變成了固守雁門關，閻錫山的這一關之變使日軍旅團有了長驅直進的機會，也使平型關一線守軍失去了左右拱衛，前后依托。晉綏軍守部孤立無援，打得甚是艱難。而閻錫山掛帥的第二戰區急需一場提振士氣的勝仗，晉綏軍軍長孫楚不顧前隙舊怨向八路軍林彪求援。林彪的115師決定在平型關外設伏，國共雙方就團結協作達成一致意見。

林彪召開了戰前會議，要點就是必須爭奪制高點，居高臨下才能事半功倍，打出屬于115師的第一場漂亮仗。八路軍分工明確，各團任務繁重，但多數都準時到達伏擊陣地，只是其中有一個旅遭遇了山洪，不少戰士壯烈犧牲。林彪部署各團形成一個巨大的口袋，就等敵人主動跳進來了。

八路軍挖好戰壕，筑好工事，手下士兵精力充沛，隨時準備對日軍發起伏擊戰，這也是八路軍出征抗戰的第一仗。全軍戰士屏氣凝神，靜待日軍自投羅網，日軍進入峽谷之前只做了簡單的偵察，沒有發現什么問題，但是隨著一步步的深入，邁進八路軍包圍圈的日軍車隊也覺察到了一絲不對勁，但是為時已晚。

林彪以紅旗為號，下令攻擊，無數手榴彈以迅雷不及掩耳之勢傾瀉到日軍身上，日軍被打了個措手不及，連連潰退。反應過來的日軍為了不被包餃子，趕忙前去占領老爺廟制高點，雙方為爭下高地拼個你死我活。八路軍軍事素質和技能遠遠不如受過正規訓練的日本兵，明顯處于下風，但是意志的力量是無窮的，伏擊圈袋口絕不允許任何一個敵人通過，硝煙散去，八路軍硬是把日軍堵在了密不透風的口袋予以殲滅。平型關大捷取得了全國抗戰以來第一個殲滅戰勝利，打擊了日軍的囂張氣焰，打破了日軍不可戰勝的神話。

平型關一戰的勝利留下的不僅僅是斬殺日軍一千余人的戰斗捷報，更在每一名抗日熱血男兒的心底埋下了一顆勝利的種子。

林彪收到國民黨方面的賀電，不屑一顧，而毛主席的賀報卻讓他為之興奮。共產黨展開速度之迅猛，令國民黨目瞪口呆，讓日軍感到十分被動。為從精神上根除中國人的反抗意識，板垣師團受命創造所謂的“戰場奇跡”，妄圖重新樹立日軍不可戰勝的神話。

閻錫山認為忻口的得失是戰役的關鍵所在，計劃派重兵打造固若金湯的防御，而毛澤東托周恩來轉告閻錫山，日軍很可能沿正太鐵路向山西進犯，因此山西戰場最大的關鍵并不是北面的忻口，而是東面的娘子關和龍泉關；而且不能只作簡單的陣地防御，還應在敵人兩翼進行夾擊，打亂日軍的部署。