為了應急，閻錫山先調雁門關附近的孟憲吉獨立第8旅馳赴平型關，增援第73師；又命令第6集團軍副總司令孫楚前去指揮已進至平型關附近的部隊。
恰恰這個時候，蔣介石發來了電報：
集中兵力於一點，與敵決戰，是失我之所長，而補敵之短，此非不得已，切勿輕用。
看罷電文，閻錫山有些不快。他對朱綬光說：“不集中兵力與敵決戰，難道咱們也像共產黨那樣鑽山溝打遊擊？再說你蔣介石不也正在上海集中兵力與日本大打嗎？”
朱綬光說：“司令長官，可否這樣認為，咱們放棄大同會戰正是按照委座這個意思辦的，所以咱們不應受指責。”
閻錫山若有所思地點點頭：“也對。”
9月18日。太和嶺口。閻錫山召開軍長以上人員參加的緊急軍事會議。每一個與會者的臉色都不好看，似乎都懷著滿腹心事。彼此都是熟人，以往每次開會，總有人插科打諢，說幾句笑話，這回全免了，連相互間的握手、問候都顯得生硬，能說一句不說兩句。
窯洞裏煙霧騰騰，除了咳嗽聲、茶杯蓋碰撞杯沿的聲音外，沒人說話。突然，有人輕喊一聲，大家一齊朝門口望去，就見閻錫山在行營參謀長朱綬光等人的陪同下，走進窯洞。眾人站起身，向閻錫山頷首致意，閻錫山擺擺手，意思是讓大家坐。
閻錫山先講。他說這一次的情況使他想起了1927年，那年他與奉軍張作霖作戰，對方幾十萬大軍和他有限的幾萬人馬，在靈丘、繁峙間對陣，敵強我弱。他利用這一帶有利的地形，憑險頑抗，終於大敗奉軍。這次和上次何其相似，隻要各位將領同心協力，曆史就有可能重演。
說到這裏，他站起身，加重語氣說：“我們此次與日本人會戰的方針是，擬誘敵深入到沙河以西地區，從恒山、五台山兩方麵發動鉗擊，並截斷平型關要隘，殲滅敵人於滹沱河上遊盆地裏。”
緊接著，朱綬光離開座位，來到牆上掛著的巨大地圖前，講解戰區長官部關於此次戰役的具體部署。
平型關正麵：由第6集團軍總司令楊愛源，指揮孫楚的第33軍（包括第3、第8兩個獨立旅），和高桂滋的第17軍（高的第84師和李仙洲的第21師），以及從廣靈退下來的第73師（王思田旅長代理師長），布防於平型關、團城口南北線上。右起五台山東北，排列獨立第3旅、第73師、獨立第8旅，迄平型關正麵；團城口方麵，並列第17軍的第84師和第21師。各部迅速設置陣地，掩護雁北各部撤入雁門山、恒山以內。先依靠險要地勢，阻止日軍銳進，給予重大消耗，然後主動向南轉移，分別從大營、沙河隱入五台山，作為南機動兵團，再待機出動。
雁門山北側：主戰場的北側，依恒山、雁門山為屏障，除布置劉茂恩第15軍於恒山外，以楊澄源第34軍第101師和梁鑒堂旅，分守北婁口、大小石口、茹越口間的已設陣地。保持重點於繁峙北的茹越口。從太原剛調來的薑玉貞旅，到繁峙以北地區，歸入第34軍序列。以王靖國第19軍加入方克猷獨立第2旅，附屬山、野炮各一團，右連第34軍，扼守五鬥山、馬蘭口、虎峪口、水峪口至雁門關、陽方口間的已設陣地，保持重點於代縣、雁門關間。在傅作義的第35軍未撤至寧武時，薑玉貞獨立旅暫時控製於陽明堡，以對雁門關重點策應。
決戰地帶：選定沙河及繁峙間的地區為決戰地帶。以第34軍軍長楊澄源統一指揮主陣地帶的陳長捷第1預備軍和郭宗汾的第2預備軍，加強主陣地帶的各項防禦力量。
機動兵團：第35軍進入陽方口於寧武集結後，向代縣挺進，適時進出於繁峙以北的恒山方麵，連同劉茂恩的第15軍為北機動兵團；南機動兵團以孫楚為總指揮，高桂滋的第17軍為主力。
朱綬光講解完戰區長官部的作戰部署後，回到座位上。閻錫山掃視了一遍眾人，問：“我的這個部署怎麼樣？”
沒人吭聲。也許眾人還未來得及思考，一時拿不出意見來。
閻錫山的臉上掠過一絲得意的神色。別人能看出來，他對他的方案十分滿意。果然，他說：“咱這是給板垣這個狗雜種布了一個口袋陣，讓他進得來，出不去！”
他特別關心“口袋底”陣地。會議結束後，特意留下陳長捷和郭宗汾兩個新提升的軍長，麵授要領，要他們無論如何要把“口袋底”紮緊。並要求他們馬上到沙河、繁峙間周密勘察主陣地帶，選定扼要地形，構成數道最強固的“口袋底”，以膠著日軍的主力。
閻錫山共投入7個軍的兵力，約8萬人，加上已推進至內長城一線的八路軍第115師，總人數近10萬人。
此次同沒有實現的“大同會戰”一樣，閻錫山有決心好好打一仗。這次會議召開前的兩天，八路軍駐太原辦事處主任彭雪楓來太和嶺口見他，他們進行了密談。彭雪楓是一位久經戰火考驗的青年將領，他1926年就加入了中國共產黨，曾任紅軍大隊政委、縱隊政委、師政委、中央軍委一局局長。自他肩負重要使命來山西後，多次同閻錫山交談。閻錫山也很喜歡這個辦事幹練、機敏多謀、極守信義的青年人，因此，每逢彭雪楓托梁化之捎信要見他時，他總能痛快答應。
彭雪楓告訴閻錫山，八路軍第115師此時已由原平向平型關開進。閻錫山顯得十分激動。他說：“如能得到貴軍的幫助，我閻某下定決心背著棺材抗戰！”