1937年7月全面抗战爆发后，八路军115师在师长林彪、副师长聂荣臻指挥下，最先开赴山西前线作战。其时日军华北方面军和关东军蒙疆兵团正分兵沿平路、津浦、平绥等铁线路猖狂进犯，沿途国民党军抵挡不住，纷纷溃退。应第二战区司令长官阎锡山的请求，八路军总部于9月14日命令，115师进至平型关以西待机，准备迎击进犯平型关的日军。

林彪率领师先头部队最早进至平型关地区，立即组织秘密侦察，并等待后续部队到达。当时日军板垣第5师团迅猛突进山西，一路势如破竹，先头部队已到平型关地区同国民党军发生激战。林彪根据战场形势判断：直接同进犯平型关的日军发生正面作战显然不可行，八路军的力量还远远不足。现在灵丘县城至平型关公路两侧地形险要，正好可以卡断日军后路，配合正面友军包围关前敌人，打一场歼灭战。

林彪将作战设想电告八路军总部，得到了总指挥朱德、副总指挥彭德怀的赞同。根据延安中央军委的指示和当前形势，负责八路军前敌指挥的彭德怀电令向115师，要该师机动侧击进犯平型关之敌，配合正面国民党友军作战。

林彪接令后非常兴奋，和聂荣臻召开了师干部动员会，传达了上级指示。会上林彪明确了作战决心：趁攻击平型关的日军未能得手之际，以一部兵力配合晋绥军向关前之敌出击，另以一部兵力埋伏在平型关东北侧山沟公路一带，利用有利地形伏击往来敌人，打一场运动和伏击相结合的漂亮战斗，痛歼顽敌，振奋民心士气。

林彪选择的伏击地段是从小寨村至老爷庙一线，长约4公里，两侧都是山地陡坡，只有中间沟底一条狭窄公路可供通行。如果日军陷入沟中，我军占领两侧制高点以火力打击敌人，则敌兵力火器都难以发挥效力，将陷入被动挨打的困境。林彪的眼光很毒辣，这确实是一处打伏击的好战场。

传达完上级指示和作战决心后，林彪进行了战斗部署，集中师343旅、344旅共4个团6000余兵力，沿平型关东侧山地隐蔽集结，分段部署，形成对内对外正面，同时阻击从平型关败退的日军和企图增援平型关的敌人。林彪计算得很精细，哪个连占领哪里，摆多少挺机枪，多长时间能冲下公路，各种细节都考虑到了，力争有备无患。

9月24日深夜，林彪指挥115师各部队向预定战场开拔。其时天降大雨，气温陡降，满地泥泞，还有山洪爆发，前进途中遇到不少困难。但全师官兵士气旺盛，斗志昂扬，怀着必胜的信念艰苦向前。至25日凌晨，除后卫344旅688团因山洪阻隔掉队外，其他各团都到达了预定伏击地域。

林彪命令各部迅速占领阵地，寻找有利地形隐蔽，检查整理武器，开通前后联络，搞好伪装，严密监视敌人，等上级命令，任何人不准擅自行动！数千八路军将士趴在寒冷的泥泞山坡上，尽管雨点还打在身上，人人冻得牙关战栗，但胸中都热血沸腾，誓要首战必胜，痛击侵略者！

接下来，就打出了抗战第一场振奋全国人民的大捷！