1937年9月，八路军与来犯日寇首次交锋于晋北平型关，取得大捷，歼灭其精锐板垣第5师团上千人。这座关隘修筑于明代，坐落在山西省繁峙县与灵丘县交界处，是著名的雁门十八隘之一，历史上曾有瓶形寨、瓶形镇、平型岭关等称呼。

忻口会战前，第115师恰好到达平型关附近

这里尽管已经属于内长城，却是灵丘地区通往忻州的战略枢纽。因此，9月20日，板垣第5师团占领晋东北的广灵、浑源、灵丘等地后，立即挥兵南下，向平型关、雁门关一线扑来。“山西王”、第2战区司令阎锡山为应对形势变化，决定以内长城防线组织防御，希望借此阻止日寇入侵山西腹地。

按照部署，内长城防线以北楼口为中心，向东西两个方向延伸。其中，右翼晋绥军杨爱源第6集团军所属第15军、第17军、第33军负责从北楼口向东至平型关一线。此时，八路军第115师在师长林彪、副师长聂荣臻指挥下推进至灵丘、上寨镇一带，距离西面的平型关仅数十里之遥。

第2战区司令阎锡山

双方激战正酣，急需从后方切断敌人增援

21日，板垣第5师团第21旅团等部由灵丘向平型关进犯，企图破关而入再攻太原，进而占领山西全省。但第二战区守军在内长城顽强抵抗，驻守平型关主阵地的孟宪吉旅第623团在伤亡过半的情况下依然死战不退，连续击退日寇进攻，阵地数次失而复得。连续3天日寇均无进展，负责前线指挥的第21旅团长三浦敏事急电师团长板垣征四郎，请求派兵增援。

为了防止敌人增兵，第2战区一方面急电绥远省主席兼第7集团军司令傅作义，速带2个旅增援；另一方面致电八路军总司令朱德，请求配合作战。收到第2战区来电后，朱德立即电令：“115师应即向平型关、灵丘间出动，机动侧击向平型关进犯之敌。”收到电报时，第115师紧急行动，并选择了平型关山口至灵丘县东河南镇作为歼敌战场。

深沟窄路让日寇行动迟缓

之所以选择这里，因为沟深道窄的地形实在太合适了。这是一条由西南向东北延伸的狭窄谷道，最险要的是关沟至东河南镇约5千米的谷道中段公路位于几十米的深沟底部，仅能通过一辆汽车，能错车的地方极少；两侧却是山地，便于我军隐蔽部署兵力，是伏击歼敌的理想战场，因此，师部选定这里狠狠打击一下日寇的嚣张气焰。

随后的战斗也证明伏击地点选择非常正确，途径此处的日寇第21旅团辎重和后卫部队不是乘坐卡车，就是用骡马拉着九二步兵炮的炮兵和骑兵。但进入谷地后由于道路狭窄，车辆人马拥挤堵塞、行动缓慢，八路军有限的弹药第一波打击就造成极大杀伤。谷地两侧的山地也让反击的日寇吃尽了苦头，装备优势难以发挥，最后被压制在狭长公路上被切成数段，最后被115师分割包围、各个击破。