9月14日，八路军第115师第343旅旅长陈光率部来到太原北面的原平。原平是崞县所属的一个比较大的镇子，同蒲铁路从这里拐向西北，如果去雁门关或繁峙、平型关，从原平下车最为便捷。抗战爆发后，第二战区在这里设立了一个军事交通处。
师长林彪已经提前赶到了原平。他是最早深入山西腹地的八路军高级将领。由于战乱，昔日颇为繁华的原平镇已显出战前的混乱和颓败。第343旅到来后，以营为单位分驻到周围的几个村庄，禁止无关人员进入镇内，只派宣传队来镇上刷写标语。
15日清晨，李天佑第686团的一个营，作为第343旅先头部队，从原平出发，徒步前往代县。其余的部队等待战区派出的车辆，以便尽快赶往大营。
紧接着，第二战区派来一个汽车团，负责输送第343旅主力和师独立团。大约在16日前后，这些部队在大营集结完毕。
在第6集团军总部，林彪和孙楚的手握在了一起。从外表上看，这两个人都是那么瘦弱，个头也差不多。不同的是，林彪面孔苍白，略显忧郁；而孙楚脸色红润，显得开朗、从容。当然，林彪由于比孙楚小近20岁，他身上的青春气息是孙楚无法比拟的。
根据第二战区的作战部署和八路军总部拟定的行动计划，第343旅和师独立团只在大营停留一夜，便出发向灵丘以南地区开进，19日进抵上寨地区休整待命。
部队向前开进后，林彪仍留在大营与孙楚商讨两军的相互配合问题。20日，似乎已能够听到前方隆隆的炮声，林彪呆不住了，乘孙楚的吉普车，率少数随从人员和电台到前线侦察。
自从踏上山西的土地之后，林彪便有一种莫名的兴奋之情。一路之上，他用兵家的眼光审视着坚如铁壁的太行山、重门叠户的吕梁山，还有其他一些大大小小的山峰，使他这个长期征战于南国水乡的军人，有一种和过去截然不同的感受。他率陈光的第343旅和师独立团，作为八路军的一支先遣劲旅，率先迎敌而进，挺进的方向，恰好是晋、察、冀交界地区，雄踞内长城要隘的平型关，成了他们的必经之地。
吉普车沿着从黄土高原到华北平原那条弯弯曲曲的盘山公路，来到北岳恒山和著名的佛教圣地五台山的接壤处，然后又吃力地爬上海拔1800米的长城隘口——一座署有“平型关”三字的残颓的拱门迎面而来。
林彪冲司机做了一个停车的手势，吉普车迅即停下。他们下车，林彪仰起脸来，对准“平型关”三个字仔细瞅了好一阵。然后，他登上平型关巅，举起胸前的望远镜观望。无论是北面的恒山，还是南面的五台山，这些层峦叠嶂的山峰，以及盘亘于崇山峻岭问的内长城，都能久久吸引住他的目光，很容易使他产生一种激情。最后，他将目光越过平型关之巅，望见了关前的一条峡谷甬道，它由西向东，曲曲弯弯，穿山而过，一直通向很远的地方。深谷两侧，是险峻的山壁，一条公路蜿蜒其问，沿着这条公路，就能到达灵丘，通过灵丘而到冀西……
10年前，他就听说过平型关，那是晋奉战争中的一段往事，但印象早就模糊了。如今，置身在这座著名的雄关之上，前方炮声似乎已隐约可闻时，他明白，马上就要有仗打了，而且肯定就在附近打。
当然，这时候，所有的人，包括林彪自己，都不会想到，仅仅5天之后，第115师就创造了一个举世震惊的结果……
山风一阵阵地刮来，初秋的晋北已是寒气袭人。林彪和部队的官兵一样，仍穿着刚换上的国民革命军的单装，冷风一吹，他和他的随从人员都不由打起了寒颤。
吉普车从平型关口驶出，沿着坑洼不平的公路向灵丘方向前行，车子出关口不远，就钻进一条由东北向西南伸展的狭窄沟道。这条沟道林彪刚才在望远镜里已看到过，此时他更加仔细地打量着：地势最险要的是沟道中段，沟长约5公里，深数丈到数十丈不等，很难攀登上沟沿。而且沟底的甬道仅能通一辆汽车，能错车的地方极少。途中，仅见到一个叫老爷庙的地方有个缺口，能通到山上。
吉普车再次停下来。林彪在警卫员杨兴桂的搀扶下艰难地攀上老爷庙以及庙后的老爷岭。这时，杨兴桂听到师长说：“如果阻住正面路口，截断敌人的增援，将部队埋伏在公路两侧的山地里，在缺口处的高地上设置重兵，公路上的敌人就是瓮中之鳖了。”
他们到达灵丘城时，得知日军已前进到距城不到5公里远的地方，不能多作停留，于是原路返回，途中又在东河南镇—带察看了地形，然后回到大营。
21日，林彪向孙楚辞行。他骑马赶到上寨，暂时与第343旅旅部驻在一起，等待聂荣臻率师直属部队和第344旅到来。
就在这一天，他接到了八路军总部发来的《关于作战方针和布置原则的训令》。训令中讲到第115师时，这样写道：
115师陈旅控制于上寨镇附近，小部经常袭击扰乱灵丘、涞源之敌。徐旅最好位于阜平东北，随时协助陈旅，相机袭击由灵丘向平型关西进，或由涞源向平汉路南进之敌，在可能条件下组织有力挺进游击队，深入紫荆关、蔚县、涿鹿之间活动，收编散兵，发动群众的游击战争。总直属队开到五台附近，发动五台以南、盂县及五台以东地区群众。
对这个训令的主要内容，林彪大体上是同意的。但在第115师的具体使用上，他有不同的看法。
两天后，一大早，他问随从参谋：“聂副师长率师部直属队和344旅今天能来这里吗？”
9月20日，国民政府军事委员会作战部部长、号称桂系三巨头之一的黄绍竑来到太原。
黄绍竑这年已经52岁。“七·七”事变发生时，他任湖北省主席。8月，蒋介石决定在军事委员会下面设6个部，最先成立的是第一部，主管作战。黄绍竑被任命为第一部部长。他认为军队的实权都握在陈诚手里，而他对军队的情况又不熟悉，只不过把蒋的面谕或手谕拟成命令发布下去，或汇集各方面的情况向蒋报告，他感到自己至多算个傀儡。而且尽管如此，陈诚仍不放过他，在给蒋的电报中，称他“内战内行，外战外行”。因此，他对作战部部长这一别人十分垂涎的职务并无兴趣。
蒋介石找到黄绍竑，说：“季宽，如今我们在华北和淞沪两地与日本人决战，华北作战的重点在山西。我们与日本人打仗，不怕从南方打，也不怕从北方打，我最担心的是日本人由卢沟桥进入山西，再经汉中进入四川。你去一趟山西，同阎锡山商量大同失守后的作战计划，怎样？”
黄绍竑这才有了山西之行。来到太原后，梁化之安排他住山西大饭店。此时八路军已大部进入山西，他在饭店里碰见不少八路军的高级将领。他很想和这些过去曾经是对手的年轻人交谈一下，无奈他不认识他们，他们也不认识他。
几天以后，黄绍竑来太和岭口和阎锡山见面，在座的还有赵戴文、朱绶光、张培梅。阎锡山说：“欢迎黄部长来山西。委座有何谕示？”
黄绍竑：“蒋委员长认为山西是多山地区，易于防守，而且晋绥军对防守也有很好的经验，务要将山西守住，控制平汉铁路的西侧面，不让敌军沿平汉路南下渡过黄河，进而威胁武汉。”
阎锡山：“中央的指示，我很清楚，也很同意。我在抗战前，在山西境内各要隘及太原城北郊，都做了一些国防工事，也就是为了要保卫山西。”
停了停，阎锡山又说：“大同的撤守，是战略上的自动放弃。我同委员长的指示一样，要死守住东起平型关、雁门关，西至阳方口之线。我的判断，敌人必先取山西，然后沿平汉路南下。如果平汉路方面，能在保定以北挡住敌人，敌人光从大同方面进攻雁门关，尚易抵御。如果保定、石家庄不守，敌人必然进攻娘子关，从东、北两个方向包围山西。我感到敌人对晋北方面是主力的进攻，平汉路方面是助攻。晋北方面现在只有晋绥军和少量的八路军，兵力尚嫌不足，不能兼顾娘子关方面。为确保山西，尚须加调中央军协同作战。”
黄绍竑认为阎锡山的分析极有道理，答应回南京后向蒋建议，调有力部队支援山西。
临离开太和岭口时，阎锡山似乎有些激动地说：“我坐镇雁门关，决不后退。请你报告蒋委员长，放心好了！”
