与此同时，我军也制定了类似的战术。
正面的17军、33军继续与日军僵持，而让后方的第71师和新二师共计8个团的兵力，绕过日军第五师团的正面部队，奔袭日寇位于灰原、灵丘两地的退路，并在最关键的桥沟防线设下伏兵，埋伏赶来增援的日寇。
而八路军115师正是被部署在了桥沟以南的位置。
如果按照双方这样的布局，那这场平型关战役很有可能打成了换家战术，就看谁能用相同的战术打出更大的战果，可计划赶不上变化。
日军绕后攻击我军指挥部的两支部队，在行军到我军17军阵地西侧附近时意外遇到了国军的守备部队，暴露了行踪。
此时再执行斩首任务已经不切实际，日军索性将错就错，让这两支生力军东进，配合正面的日军第五师团夹击中央军的第17军。
第17军的战力相对羸弱，不论是人员、装备都排不上号。再加上17军军长又和阎锡山不对付，在遭到日军夹击的情况下多次电联阎锡山请求增援，但始终等不来援军。
在这种情况下，17军作出了一个十分恶劣的决定，在部队即将溃败的情况下迅速退出了阵地。
原本这一决定并不算抗命，可问题是17军撤退时并未跟友军通气，隔壁的晋绥军第33军根本来不及反应，左翼阵地上的友军就变成了日寇。
而我军原定计划中前去绕后的第71师和新二师也不清楚，他们原本要通过17军的阵地赶赴战场，谁知刚靠近阵地就遭到日寇的一轮扫射。
到了这一阶段，战场上的国军才发现17军居然一个招呼不打就撤退了，将阵地让给了日寇。
可被17军坑得最惨的还不是第33军和第71师，而是咱们的八路军115师。
原本按计划，115师的4个团将配合71师和新二师的8个团，打一场人数比为7比1的伏击战。
可那8个团现在来不了，此时只能由115师单干，人数比只有2.5比1.
虽然人数依然有优势，但在抗日战场上，日寇不论是装备、后勤还是单兵素质都远胜中国军队，甚至是蒋介石的王牌部队在战力上也远不如同等兵力的日寇。
因此2.5比1的人数比始终不保险。
八路军115师原本可以撤走保存实力，但如果放任敌人的增员，那整个山西都将陷入危机。
此时敌人的增援部队，第21连队共计4000多人的步兵、炮兵和辎重部队已经上路了，打与不打，成了困扰八路军的最大难题。
经过再三考虑，八路军115师决定一定要打。
首先，敌人虽然有4000多人，但我军人数占优，并且敌人4000人中还有大半的辎重兵和炮兵，在短距离交战中威力一般。
其次，敌人既然敢走这条路，那就说明他们不清楚115师的存在，更不知道此地已经被我军设下埋伏。
而最关键的一条就是我军占据绝对的地利。
山西一代多山，日寇的进军必须依靠山谷，而我军的1万多人都已经埋伏到位，居高临下，完全可以打一波速战速决的歼灭战。
在做出作战决定后，我军立即进行了紧锣密鼓的部署，先是将4个团中的两个在沿途的制高点埋伏，1个团绕后阻击敌人可能的援军，并阻断敌人撤退之路，另1个团由于遇到突发山洪，将作为预备队使用。
到了8月25日，4000多名日军排成长线沿着山谷缓缓而来。
日军在侵华战争中一向自负，打出了三个月灭亡中国的口号，在战场上更是轻视国军，因此即便是这种极易设伏的地形，日寇也不会派出先遣队，而是大部队大摇大摆地开始行军。
前头是开路的步兵大队、中间是山炮大队，最后才是辎重车队。
我军耐着性子，放过了步兵和山炮大队，当辎重车队进入伏击圈时，我军立即展开了奇袭，如雨点一般的手榴弹落入敌方脚边，一连串的爆炸声响起，正式拉开了平型关战役中最关键的一场伏击战。
日军陷入了短暂的混乱后很快就展现出了精锐部队固有的素质，片刻后就组织起了反击。
旅团长一边收拢部队，一边向板垣徵四郎请求增援。
即便是落单的日军也充分利用地形、卡车作为屏障，对我军进行射击。
此时八路军的冲锋号响起，数千士兵如潮水一般从山坡上俯冲而下，按照以往的战斗经验来看，这种情况下敌军一般都会溃逃，可日军却展现出了极高的战术素养，十分冷静地阻击我军的冲锋，并且枪法极准，大批的八路军战士在冲锋的路上中枪倒地。
当时的指挥官林彪就站在几公里外的一处高地上，在望远镜中看到这惊心动魄的一幕后立即下令转变战术，利用人数优势分割包围敌人，并集中火力将其歼灭。
而在一处名为老爷庙的高地上战斗尤为惨烈。
