平型关东侧的乔沟是通向灵丘、涞源的公路，仅能通过一辆汽车。沟深数丈，只有老爷庙前有一个缺口。南北沟岸也比较平坦，便于隐蔽和发挥火力优势，是设伏的好地方。林彪决定埋伏在乔沟至东河南镇两侧，来个瓮中捉鳖。

　　9月23日，八路军总部接到阎锡山关于平型关的作战电报后，立即命令115师9月24日拂晓进入阵地。115 师在上寨小学召开连以上的干部会议，进行战前动员。这时国民党第二战区来电，通报日军先头部队接近平型关。此时已是9 月23日15点，距发起攻击的时间只有10多个小时了。

　　115师迅速出发，电台正要关机，突然收到八路军总部的特急电报：“据第二战区电，他们不能按时抵达平型关地区，傅作义决定推迟一天。”林彪只好派骑兵通信员向正在行军的部队传达。当夜115师主力进至离平型关30余里的冉庄待命。在阎锡山的平型关作战计划中，林彪只是一个小小的师长，他的直接上级还不是傅作义，而是国民党第六集团军副司令孙楚。也幸亏推迟了一天，如果115师在9月24日进入伏击区，很可能与日军主力部队不期而遇，不仅很难大捷，弄不好还要遭受较大损失。

　　4.大刀向鬼子头上砍去

　　9月25日7点多，“鬼子”来了！轰隆隆的马达声越来越响，快接近老爷庙时，叭叭两颗信号弹跃上天空，685 团打响第一枪，接着炒豆般的枪声响成一片，机关枪、迫击炮、手榴弹砸下去，好几辆汽车中弹起火。大摇大摆的日军傻了，他们在中国还没受过这般打击！顿时乱了套，车撞车，人碰人，好一阵才清醒过来，趴在车下还击。

　　在115师摆出的“长蛇阵”中，平型关左面的“蛇头”是杨得志、陈正湘的685团；右面的“蛇腰”是李天佑、杨勇的686团；“蛇尾”是徐海东的687团。688团作为预备队，杨成武的独立团和刘云彪的骑兵营负责打援。日军被 “砍”成三段，最前面是百余辆装满日军的汽车，后面是200多辆满载辎重的骡马大车。因为日军还未完全进入包围圈，战斗就打响了，徐海东的687团竭力不让押车的敌军骑兵逃走。

　　八路军的武器差，射程短，冲锋号几乎没断音，战士们挥起大刀，和日军搏斗，那首著名的抗战歌曲《大刀向鬼子头上砍去》就出自这里。日军单兵作战的顽强大大超出估计，许多身经百战的老战士也是第一次经历这么激烈的战斗。

　　打得最艰苦的是686团，副团长杨勇主动要求带三营争夺老爷庙。冲上公路后，三营伤亡很大，九连干部全部牺牲了，杨勇和三营营长也负了伤。至今平型关一带的老乡还流传着杨勇和鬼子拼刺刀的故事。在与日军白刃格斗争夺制高点时，来了两架日军飞机，一看双方绞在一起，没法扔炸弹，转了两圈悻悻飞走了。

　　5.林彪和聂荣臻聊到天亮

　　可惜115师的“胃口”太小，要想吃掉4000多日军不太可能，林彪盼着阎军迅速出击。可是眼看战斗快结束了，阎军那边还是一点动静都没有。林彪派司令部二科科长苏静以特派员的身份，两次“请”他们配合一下八路军作战。阎军指挥官说上边不让“轻举妄动”。不过还不错，阎军堵着北面的山岭，没脚底板抹油。林彪在东跑池一带用红笔画了三个重重的红圈。阎锡山关于平型关的出击计划多么好啊，五支红箭头除了担任正面防御外，8个团的兵力分三路向平型关西、北方向出击。可是到了下午，平型关的日军都逃走了，对面的阎军却还在坐山观虎斗。

　　685团团长杨得志回忆：“狡猾的日军发现东跑池没有枪声，就从那里突围了，我们只好眼睁睁地看着他们跑掉。 ”作战科科长王秉璋回忆：“幸好我们115师是侧击，否则日军突围，那我们的伤亡可就大了。”按照林彪的作战计划，平型关战斗本不算结束，第二天还要再打个大仗。可阎军放弃了平型关