日本在攻陷北平、天津後，一方面展開東南方面的上海作戰，另一方面出兵山西，以確保華北主力南下平漢線作戰的側翼安全並獲取煤炭等戰略物資，於是必然和在山西的閻錫山部隊及與之合作的中共軍隊遭遇。全面抗戰一開始，中共在陝甘寧的部隊即改編為國民革命軍第八路軍，歸閻錫山為司令長官的第二戰區領導。中日山西戰役一爆發，日軍首先於1937年9月初攻佔大同，並於是年9月22日企圖突破平型關防線以進攻山西首府太原。由八路軍主導的平型關戰役遂告發生。

1937年9月25日，八路軍在大同市靈丘縣平型關附近，為配合第二戰區的友軍作戰、阻擋日軍攻勢，由一一五師師長林彪、副師長聶榮臻指揮，充分發揮近戰和山地戰的特長，集中較大兵力，成功伏擊日軍，取得平型關大捷。是役八路軍殲滅日軍1,000餘人，自己傷亡約600。平型關戰役雖屬小勝，畢竟是全面抗戰以來的首捷，打破了日軍「不可戰勝」的神話。蔣介石先後兩次致電祝賀嘉勉，如1937年9月26日給八路軍總司令朱德、副總司令彭德懷的賀電中云：「25日一戰，殲敵如麻，足證官兵用命征戰。」

平型關今貌。平型關曾是山西省的戰略重地，1937年9月，中共領導的八路軍一一五師在這裏與日軍戰鬥。

1937年9月，八路軍騎兵部隊通過平型關出擊。

  1937年9月，八路軍在平型關一帶部署。

1937年9月，八路軍在平型關設立指揮所。

1937年9月，八路軍在平型關架設機槍。

平型關的喬溝，左圖攝於1937年，右圖為今貌。喬溝是1937年9月平型關之役戰鬥最激烈的地方。

繪畫《平型關大捷》。9月25日，八路軍在喬溝伏擊日軍。日軍大敗。

平型關之役勝利後，參戰的八路軍隊員手持繳獲的日本旗幟合影。

             八路軍在平型關之戰中繳獲不少日軍武器。

平型關戰役八路軍主要將領群雕，左二為一一五師師長林彪，左三為副師長聶榮臻。

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