1937年那個多事之秋，侵略日軍張開血盆大口，急欲吞掉整個中國。
國民黨部隊節節敗退，日軍不可戰勝之神話像一團陰雲籠罩著、擴散著。
侵華日軍於1937年7月底占領平津後，即以速戰速決的戰略方針沿津浦、平漢、平綏鐵路線分三路進兵。沿平綏線進攻之敵為第五師團和關東軍第一、第二、第十一、第十五獨立混成旅團。在南口和天鎮，擊潰國民黨部隊守軍後，以追擊姿態於9月20日前後進入淶源、靈丘、渾源、懷仁、左雲一線。
中國軍隊第二戰區在內長城沿線的作戰部署為：
當關東軍“蒙疆兵團”沿平綏鐵路攻占了大同，阪坦的第五師團攻占蔚縣地區時，即加強山西省北部的防務，從朔縣的利民堡逶迤向東，沿內城和恒山的北麓經楊方口、廣武、雁門關、茹越口、狼峪、北樓口、淩雲口、董莊、團城口而達平型關、馬跑泉。另在淩雲口向東經恒山、亂嶺關、鼇峪、鬆樹山至廣靈以南的刁泉村，即平型關以東地區亦構築了防禦陣地。
關東軍於9月13日占領了大同及附近的豐鎮等地之後，原在該地區的第二戰區部隊主力，先後撤至以南的恒山內長城一線進行防守；原在陽高的李服膺第六十一軍（以後陳長捷繼任軍長），經應縣撤至茹越口；原在大同的第三十五軍撤至雁門關；騎兵第一軍位於集寧、涼城地區；騎二軍在井坪鎮（平魯）一帶。
為阻止敵關東軍“蒙疆兵團”沿同薄路南下和第五師團由平型關沿滹沱河會攻太原，第二戰區於9月5日確定：
一、楊愛源的第六集團軍負責防守內長城由應縣的北樓口向東經淩雲口至平型關，鬆樹山而達廣靈東南的牙村一線地區；
二、傅作義的第七集團軍負責守衛內長城之北樓口向西至朔縣的利民堡一線；
三、何柱國的騎兵第二軍守衛平魯至以西的下水角一線地帶；
四、趙承綬的騎兵第一軍防守偏關以東之老營和偏關以北長城外之清水河地區；
五、林彪的第一一五師守衛在平型關以東至靈丘地區；
六、擔任預備隊的第七十一師位於繁峙，七十二師位於代縣，三十五軍位於陽明堡；
七、戰區指揮所位於嶺口。
八路軍先頭部隊一一五師，由陝西省三原以北地區出發後，經韓城東渡黃河，自山西省侯馬鎮乘車沿同薄路北上至原平。
三四四旅和獨立團在師長林彪和旅長陳光率領下，經繁峙、大營於9月19日抵上寨、下關地區集結。師直屬隊和三四四旅在副師長聶榮臻和旅長徐海東率領下，經五台、龍泉關、龍王堂到達下關地區與先到的部隊會合。政治部主任羅榮桓率領部分政工幹部在阜平發動群眾。
9月17日中共中央軍委主席毛澤東電示八路軍總司令朱德、副總司令彭德懷及各師首長，指出：
敵人為奪取華北五省，采取了右翼迂回，即首先攻占山西的戰略方針。以此姿勢威脅河北、山東左側背，逼迫國民黨退出華北平原，最後奪取冀魯。敵入山西依然是右翼迂回的戰法，即以第五師團先行中央突破，然後以大迂回的姿勢，包抄恒山南段，迫我綏遠西境、恒山南段及五台等處之各軍，平漢北段之各軍，均不得自由行動。不論如何，恒山山脈必為敵軍奪取晉察冀三省之戰略中樞。
此時的毛澤東，心情很不平靜，幾經奮爭，終於能開動他這天才軍事家那睿智的大腦，在作戰圖前，為抗戰大局，靜下心來研究與日軍作戰的部署了。
盡管對八路軍出山第一仗怎麼打，能打得如何，毛澤東無法像以往內戰中那樣直接布置和指揮，但憑軍事家的氣魄和膽略對於敵情的上述判斷，對八路軍的戰略行動作了如下部署：