当时日军派出的主力部队是日军久负盛名的第五师团第一部队,而负责迎战的则是八路第一一五师。当时的日军第五师团,使用的是最为先进的美式武器,机械化程度十分完善,日军第五师团的指挥长官是板垣征四郎,第五师团在他的带领下,接连拿下了南口,广陵和涞源等重要县城,乘着胜利之危一路行军准备直接拿下平型关这一战略要地。当时负责备战的是中国的第二战区,我方高度重视平型关这一关口的重要性,于是派出10万余人的军队,计划分别由南和北两个方向包抄准备突破平型关的日军,打算在此全歼这个在中国臭名昭著的板垣师团。
当时由国民党军负责的是全国性的正面战场,我军的一一五师接到了八路军指挥总部的命令,进军到平型关的东南方向的地区,这里有日军必经的公路,周围又是四面环山的山地地形,十分利于在此设置埋伏,我军准备在此消灭途径在这条公路的所有日军,然后再向平型关关口进行攻击,配合主力部队全力打击平型关的所有日军。但是在次日上午准备好向平型关发起进攻的一一五师,突然发现了有两队日军从相反的方向同时进入了我军的包围圈内,我军将领深知战机稍纵即逝的道理,马上变下令向这两股相向而行的日军部队发动奇袭,果然经过一番战斗,被打了个措手不及的两股日军全部被我军歼灭,没有俘虏一个人。
至于这场战斗的所有细节中,有一点是经过了很多现代人的研究和讨论的,也就是我上文中提出的问题,这场大捷我军到底歼灭了多少个鬼子?这个问题在这半个世纪以来都是颇具争议的。根据我军以及当时民间的记载,都写得清楚是此战我军共歼敌1000余人,没有俘虏,全部歼灭。至于这些日军的兵种和番号呢,全部是来自于第五师团无疑,但是清楚的史料写明这些人大多是第五师团一部的士兵,有的说他们大多是正规部队的,也有的人说他们都是辎重部队的,到底具体是什么兵种,这点记载里也没有详细的描述。