115师由红一方面军第1军团、第15军团和红军第74师等部编成，分为343旅和344旅。因战事紧急，115 师没改编完就上了前线。师长林彪和副师长聂荣臻在部队出发后，冒大雨骑马到了西安。接着，林彪坐火车到潼关，再坐木船渡过黄河。聂荣臻陪周恩来去太原，与第二战区司令长官阎锡山协商115师进入山西的路线。“小气”的阎锡山当然不欢迎八路军，不过蒋介石都同意了，他也就没办法了。

9月上旬，115师从晋西南的侯马陆续乘火车北上。同蒲路(贯穿山西省中部的南北铁路干线，自大同经太原、侯马至蒲州镇以南的风陵渡)被洪水冲断，只好修一段走一段。在太原和忻口间，铁路坡度太大，又超载，火车上高坡时战士们只好下来推火车。9月20日，115师进至平型关以西的大营镇待命。

同样是在9月20日，日军第5师团长、中将板垣征四郎率21旅团一部占领灵丘县城，逼近平型关。板垣征四郎出任日本关东军参谋长时曾策划“九一八事变”。阎锡山和板垣征四郎曾是日本士官学校的同学。1936夏天，板垣作为日本关东军代表特意到太原拜访阎锡山。板垣征四郎很“鬼”，他乘汽车从察哈尔绕蔚县、代县进入山西，还不时徒步，借机侦察地形。

平型关位于山西东北部，和河北交界，地势险要，自古就是长城南端的重要隘口。为什么这位中国通偏偏选择对进攻不利的平型关呢？答案是因为这是进攻雁门关的必经之路，穿过平型关可以尽快实现日军“三个月灭亡中国”的计划。

此时的阎锡山雄心勃勃，制定将日军放进平型关内加以围歼的决战计划。他任命傅作义为总指挥，以一个师加两个旅作为总预备队，以8个团的兵力从内长城外侧公路向东、西跑池、小寨间迂回，侧击日军右侧背。八路军115师的任务是从平型关东边的山地夹击日军，断敌后路。

3.林彪三次侦察地形

战事紧急，刚到大营的林彪没休息，马上给中央军委和八路军总部发电，报告作战计划。9月23日，聂荣臻率344 旅和师司令部从五台山绕小路，过龙泉关，经阜平北面过来。先到的林彪等不及，三次到平型关侦察地形。据林彪的警卫员杨兴桂回忆：“林彪带着团干部侦察，他穿着一件破褂子，随便扎根布腰带，头上戴一顶毡帽，活像当地的农民。路上没饭吃，他和大家一起吃生地瓜。回来大家都很累了，我半夜醒来，看见林彪还盯着地图。”