9月13日，由于大同失守，日军第5师团攻占河北省阳原、蔚县、山西省广灵后，挺进山西浑源、灵丘，企图突破平型关、茹越口，与察哈尔派遣兵团进行协同，欲歼灭中国第二战区主力。9月中旬，中国第二战区司令长官阎锡山採取收缩防御的态势，将军力集结于雁门关、平型关、娘子关，沿内长城进行防御，其中国民革命军第六十一军防守茹越口，国民革命军第三十五军撤至雁门关阵地，国民革命军第十七军、第七十三师及第十五军退守平型关、团城口既设阵地，国民革命军第十八集团军第—一五师进出平型关外，遮断日军后方供应连络线。决心与东线平型关当面日军