朱德批准了林彪的作戰方案,並命令林彪馬上趕回115師駐地,着手佈置伏擊圈。林彪回到駐地之後,爲了確保伏擊戰的萬無一失,馬上召開了軍事會議。在會上林彪再次向師裡的幹部們,傳達了八路軍總部的命令。聶榮臻副師長提議,組織師裡的團級以上的幹部,去實地勘察一下地形,確保此次伏擊戰不會發生任何意外的情況。
第二天早上,天空灰濛濛的一片,籠罩着晉北的大地。滾滾的河水夾着一條灰白色的沙帶,像一條長蛇蜿蜒在峽谷中。臨近平型關的百崖臺一帶,汾河的支流穿過了狹窄的峭壁和懸崖。沿着河邊修建的公路,就是林彪爲第4師團選定的墓地。115師的軍官們仔細的勘察着這裡的地形,尋找着最佳的伏擊陣地。這時一位師裡的參謀說道:“首長真是好眼光啊,到哪去找這麼好的打伏擊的地形啊。”另一名參謀插話道:“你說這小鬼子會走這裡嗎?”這時115師的參謀長周昆說道:“咱們師長選的地方會有錯嗎!師長向來都是料事如神的,鬼子這回肯定會走這裡的。”林彪聽了他們的話,生氣的說道:“少拍馬屁,多注意觀察地形!”副師長聶榮臻瞪了那個參謀一眼,不滿意的問道:“你來說說,這條公路向東延伸到什麼地方?”作戰參謀趕緊回答道:“一直延伸到靈邱縣東河南鎮。”聶榮臻點了點頭,然後繼續問道:“中間這一段,大概有多長?”作戰參謀滿臉大汗的回答道:“有10裡左右,最窄的地方只有幾米寬,兩邊都是懸崖,是極其理想的伏擊戰場。”聶榮臻轉過身去,對林彪說道:“師長,我們就把這個天然的大棺材,送給板垣徵四郎的第四師團吧!”林彪放下望遠鏡,然後對作戰參謀命令道:“我命令!今天上午第343旅和344旅必須準時進入百崖臺,天黑之前必須佈置完伏擊陣地!師部的獨立團負責擔任阻擊日軍援兵的任務。”作戰參謀記錄下命令後,又向林彪複述了一便。林彪接過參謀遞過來的作戰命令看了一下,然後在命令上籤上了自己的名字。把命令交還給參謀後,林彪對身邊的聶榮臻說道:“這仗是咱們115師打,可這是咱們八路軍出師後的第一戰。怎麼打敗小鬼子?要樹立信心,敢打必勝。”參謀長周昆急忙問道:“要是晉綏軍不配合我們,我們115師就有可能陷入被合圍的境地了!”聽了周昆的話,聶榮臻也不免流露出了擔憂的神色,可是林彪卻信心滿滿的說道:“我們希望得到友軍的配合,但我們決不依賴他們。沒有他們的配合,這個仗我們也打定了。”
9月25日上午7時,隨着三菱卡車的轟鳴聲,日軍在塵土飛揚的公路盡頭出現了,幾十輛汽車滿載着日軍前線急需的物資走在了公路的中央,兩邊各有一隊日軍騎兵護衛着車隊。那一副盛氣凌人的樣子,早已不把中國軍隊放在眼裡了。驕傲的日軍輜重部隊居然連尖兵也不派,就這樣大搖大擺的,一副如入無人之境的狂妄派頭,就像行進在自家花園裡一樣,全然沒有任何的危險感覺。
“啪!啪!”兩顆紅色的信號彈升上了天空,這時候日軍的指揮官才發現中了埋伏,慌忙間趕緊組織部隊進行抵抗。可是早已恭候多時的八路軍將士們,那裡還會給日軍從容佈置的時間。就在信號彈升空的時候,整個山谷就已經沸騰了,機槍、步槍、手榴彈、迫擊炮一起發出了怒吼。日軍的整個車隊頓時就陷入了混亂當中,沒來得及下車的日軍士兵被打得人仰馬翻,打頭的汽車中彈起火,整個車隊像一條被打斷脊樑的長蛇癱在了公路上。日軍在經過短暫的混亂之後,在軍官們的帶領下,拿出了武士道精神負隅頑抗,拒不交槍投降。隨着陣陣的衝鋒號響起,八路軍戰士勇猛的向日軍發起了衝鋒,在幾百米的路段上,把日軍的車隊分割成了數段。一時之間,峽谷之中是刀光閃閃殺聲震天。
日軍的飛機緊急趕來支援,可是他們的飛行員在空中發現,戰場之上中日兩軍早已攪在了一起,根本就沒辦法實施空中支援。日軍的飛機在戰場上盤旋了一圈,無奈的晃動了幾下翅膀,灰溜溜的飛了回去。日軍的地面指揮官接受了這個令人無奈的結局,他拔出了天皇御賜的軍刀,大喊道:“大日本帝國的勇士們,爲天皇陛下盡忠的時候到來了,我將帶領你們爲捍衛大日本武士的榮譽而戰!”說完他就帶頭向八路軍衝去,其他的日軍士兵趕緊跟着他們的長官向八路軍發起了衝鋒。這一仗一直持續到了中午才見分曉,直到戰鬥結束的時候,八路軍的官兵們沒有抓到任何一個俘虜,近千日軍全部戰死。此戰八路軍115師也付出了巨大的傷亡,他們在戰前都低估了日軍武士道精神的作用,沒想到日軍居然會拒不投降,真的是極其的頑固。115師迅速的打掃了戰場,帶着豐厚的戰利品離開了戰場。在八路軍撤退後不久,日軍的增援部隊才趕到了這裡,他們被115師獨立團阻擊了整整三個小時,直到八路軍115師獨立團主動撤退後,他們纔來到了這段峽谷裡。
正當日軍如入無人之境,**的時候,想不到在平型關受到八路軍突如其來的打擊。平型關戰鬥是抗戰以來,中國軍隊在戰場上第一次完全主動的,損失最小的,但戰果確是最大的。八路軍在平型關上發動的伏擊戰,大大的打擊了日軍的銷帳氣焰,振奮了我抗日將士的士氣,鼓舞了全國人民抗戰到底的信心。自盧溝橋抗戰開始,在華北戰場的國民黨軍隊節節敗退,從來沒有能夠組織一次像樣子的戰鬥,平型關大捷,把日軍不可戰勝的神話給打破了,樹立了一個以落後戰勝先進的先例,大大激發了抗日將士的愛國鬥志,爲全國的抗日軍隊樹立了榜樣。
板垣徵四郎在得到輜重隊全體玉碎的消息後,感到了頗爲的震驚。他對第4師團的參謀長西溫利村說道:“沒想到裝備低劣的八路軍會有這麼大的戰鬥力,實在是沒想到啊!”參謀長西溫利村點頭說道:“這支由共產黨指揮的軍隊,必將會成爲我們大日本皇軍的勁敵的。我們應該向大本營發出警告,提醒其他的皇軍部隊,不要輕視這支裝備低劣的支那軍隊。”板垣徵四郎非常贊同的點了點頭,然後他對部下們說道:“我們在平型關下已經耗費了大量的時間,如今有多了一個難啃的硬骨頭,我們速戰速決的想法就要落空了。”參謀長西溫利村急忙向板垣徵四郎問道:“師團長閣下,難道我們就止步不前了嗎?”板垣徵四郎笑了笑,他接着說道:“我們當然不會止步不前,相反,我們還要大踏步的前進。”聽了板垣徵四郎的話後,連同參謀長西溫利村在內,大家都用驚詫的目光看着板垣那帶棱角的光頭。板垣徵四郎環視了一下衆將,然後他拿起指揮棒來到了地圖前,指着一個叫做茹越口的地方說道:“這裡是中央軍15軍與晉綏軍34軍的結合部,這裡的守軍不多,而且也沒有修築什麼堅固的工事。”板垣對着部下們笑了笑,把指揮棒先向雁門關一劃,然後迅速抽回,指到茹越口,神秘的說道:“恩?要快!要堅決!你們懂嗎?”衆將這才如夢方醒,對板垣師團長佩服得五體投地,齊聲說道:“高!實在是高啊!”
第二天上午,第4師團全軍轉向東南,直撲雁門山與恆山的接合部茹越口,以一日一夜的急行軍,於9月28日早晨佔領了茹越口,由於晉綏軍部抵抗不力,導致日軍在29日下午,又攻佔了繁持縣城,形成了對雁門關主陣地後方的威脅。閻錫山慌了手腳,顧不得組織在雁北的有生力量來夾擊敵人,下令全線撤退。雁門關天險,就這樣白白的送給了日軍。閻錫山放棄了雁門關、平型關,把大批的軍隊向五臺山、雲中山、蘆芽山一帶轉移,集中主力於忻縣忻口之間,組織忻口會戰,決心保衛太原。二戰區副司令長官衛立煌也奉閻錫山的命令,率領第14集團軍在忻口建立防禦陣地,協助晉綏軍來保衛太原城的北大門。由第14集團軍爲主力組成的中央兵團,負責守衛菜家家崗、靈山、南懷化、陽明堡一線的陣地;以第18集團軍爲主力組成左翼兵團,負責守衛五臺山一線的陣地;由晉綏軍的楊愛源部爲主力組成右翼兵團,負責守衛黑峪村到陽方口一線的陣地。晉綏軍傅作義部爲總預備隊,在定襄、忻縣一帶策應各方。至此,閻錫山在忻口方向上佈置了28萬大軍,他再次向山西民衆宣佈,這次他一定可以擋住日軍的進攻,絕對不會讓古城太原陷入日軍之手。