在百团大战第一阶段八路军出击正太路时，涞灵地区的日军便有所察觉，各据点相继增加了兵力，仅涞源城兵力就增加到了500人，而城外的东团堡、三甲村等据点也增至百人左右。日军为了防范八路军的袭击，纷纷加固工事，储备粮食弹药，加强戒备。但由于此前驻蒙军为防止傅作义的部队进攻，集结于包头、安北、固阳等地，直到20日因傅作义方面没有任何动静，接令撤回。而独立混成第二旅团的两个步兵大队和炮兵队的主力参加了上项作战，在八路军发动进攻时正在归途之中。加之汽车中队未归，通信线路被破坏等诸多因素，各据点守备部队不得不单独作战。