第1次，林彪让部下带上电台爬上平型关关口的北侧高地，按地图与平型关东边的山岭、河沟、村庄、道路一一比对，为模拟日军进入山谷道路的现场状况，其还沿着山下的道路从西跑池跑到东跑池，又从东跑池跑到乔沟、东河南一带，全面摸清当地的战场地形条件。
第2次，林彪将自己化妆成在山区进行劳作的农民，跑到老爷庙、乔沟南部进行现场勘察，以补充上次勘察中的不足，完善战场布置。
第3次，林彪和副师长聂荣臻将各旅、团等一级的指挥官一同带去战场勘察，在现场林彪将确定好的伏击点向各级指战员进行了明确。
山地游击战并不排斥有利条件下的运动战，平型关战役就是将山地的复杂条件下的游击战与我军善于集中力量打运动战的特点结合了起来。
平型关战役1937年9月13日，日军攻陷晋北重镇大同，第2战区司令长官阎锡山针对进犯平型关的日军第5师团下属的21旅团主力，将第六集团军21师、84师、73师及孟宪吉旅一部由北向南部署在平型关正面，同时电令朱德为司令的我八路军在平型关附近配合作战，共同夹击日军。
9月23日，八路军115师师长林彪在战前动员大会上指出这一战要取得胜利的必要条件，副师长聂荣臻则进行了政治动员，向广大指战员讲述了进行这场战役的原因和作战步骤，详细进行了作战部署。
按照党中央和*的战略指示，在具体作战部署上，343旅685团分担对敌进犯部队进行“拦头”的任务，提前占领关沟和老爷庙一带的南部高地；686团提前占领老爷庙与小寨村之间地段的南侧高地，方便对敌进行中央突击，这叫“斩腰”；而344旅687团则负责先敌占领蔡家峪、西沟村和东河南镇一带高地，切断敌人后撤之路，也就是“断其尾”。
在做好围歼敌人的同时，该师还将独立团和骑兵营埋伏在灵丘、涞源、广灵一带的阵地上，目的是为阻击日军增援部队；最后688团作为此战的预备力量被部署在东长城村一带，随时支援前线。
24日，天降大雨，各作战单位为达到出其不意、攻其不备的作战目的，选择从崎岖小路急行，前往预埋伏阵地。
提前到达各预设阵地后，各部队同时做好隐蔽伪装，只等日军进入埋伏圈。
纵观我军此次作战部署行动，正是充分利用了山地地形复杂的特点，将自身隐藏在山区暗处，而敌人却是一路沿山谷中的交通要道前进，是在明处，敌强我弱，敌明我暗。
此次参战我军共投入部队12000多人，日军来犯之敌则共有4000多人。
按照作战计划，晋绥军在平型关正面与日军作战，八路军在侧后断敌后路，配合国军大部队作战。
