，就要以创造根据地发动群众为主，就要分散兵力，而不是以集中打仗为主”。“只有分散做群众工作，才是决定地制胜敌人、援助友军的惟一无二的办法，集中打仗在目前是毫无结果可言的”。
这是9月21日电文，说明毛泽东是一直不同意前线指挥员要集中力量打一运动战的思路的。
但是他也尊重前方将领的意见，在电文中，他表示，你们硬要集中兵力相机打一仗，当然可以，“但如许久还无机可乘时，仍以适时把中心转向群众工作为宜”。
9月24日，毛泽东复电周、朱、彭、任，最后决定：“林师及王震部即均使用于作战”。前后方将领在关于集中八路军一部侧击进攻平型关日军，配合友军作战的部署上终于取得了一致意见。
9月22日，在日军中素以凶狠著称的板垣第五师团第九、第二十一旅团从广灵、灵丘西进，向平型关一线扑来。
9月24日晚，一一五师主力冒着滂沱大雨向预定地域出发，设伏在平型关外两侧山地上，控制着由灵丘通往平型关的公路。其余部队留作预备队，准备打击援兵。
天刚亮，号称“陆军之花”的日军第五师团第二十一旅团约4000余人，以100辆汽车为前导，200多辆大车与骡马炮队居中，少数骑兵殿后押阵，大摇大摆地由东向西开过来。
这股日军进入中国以后尚未遇到实质性的抵抗，自以为天下无敌，却不知此时两边山地上中国军队已磨刀霍霍了，日军仍趾高气扬地进入了伏击圈。
清晨7时许，林彪一声令下：打！
顷刻间，机枪、步枪、山炮一齐怒吼，一股股愤怒的火焰，居高临下地向日军倾泻。
日军遭受这突如其来的猛袭，顿时一片慌乱，车撞着车，人挤着人，大批日兵纷纷倒毙。
但板垣师团毕竟是一支训练有素、很具战斗力的部队，很快组织起来反击。
英勇的八路军战士丝毫不给敌人机会，如猛虎下山，冲上公路，同敌人展开了白刃格斗。只见枪托飞舞，马刀闪光，吼叫声、爆炸声，搅成一片。
战斗中，天空中忽然出现了日机。但由于八路军正与日军短兵相接，双方混战在一起，敌机不敢投弹，只能在空中盘旋几圈，“嗡嗡”地干叫几声后，便又飞了回去。
战斗至中午时分，被堵截在山谷中的1000多名日军全部被歼灭，击毁其全部辎重车辆。板垣组织的增援部队被独立团和骑兵营阻止在灵丘以北和以东地区。
一一五师这支未被蒋介石百万大军剿灭的共产党精英部队，首战平型关，与日军开战，就破了“皇军不可战胜”的神话，把日军写有“武运长久”的军旗踩在脚下。在华北国民党军一溃再溃的情形下，平型关大捷是引人注目的，祝捷电报、信函如雪片似地飞向延安和在华北的八路军总部。蒋介石、何应钦等大员发来了充满溢美之词的嘉奖电报。
但是，此次战役也并非完美无缺。在战役开始前，林彪原想利用险要地形，以很小的代价创惊世之举，虽然袭击成功，但由于八路军第一次与日寇交战，没有经验，不善于作疏散队形之作战，并沿用国内革命战争时期的做法，想多活捉敌人，大家拢在一起叫“老乡，缴枪！”这话日军不懂，而且他们也不是老乡，用枪弹回击。日军骄横异常，战斗力强，打败负伤了还顽抗到底。因此在战斗中，八路军虽消灭了敌人1000余名，但自己的伤亡也很大，亦达1000余人。在总结报告中，林彪承认：“敌人确实是有战斗力的。”
由红军改编的八路军是革命的种子，如照此拼将下去，未等日军被消灭，自己不出8个月就会把老本拼光。而且平型关地区的作战，本是第二战区司令长官阎锡山部署的，但他的部将有的畏敌不前，有的想保存实力，以致许多被包围之敌突围而逃，令人扼腕。而且事后阎也未加任何处罚。
这些事实将八路军将领警醒，在实战中领会到毛泽东的良苦用心。
10月，当卫立煌走马上任部署忻口会战，准备将八路军一二九师置于正面打阵地战时，周恩来、彭德怀遂到前线指挥部见卫，表示：不赞成把所有的兵力都放在正面打阵地战，更不同意把一二九师调到中路的正面打阵地战，而主张让他们迁回到日军后方，展其所长，寻找战机打击敌人。
平型关大捷对毛泽东也产生了很大影响。八路军出师后首次集中较大兵力对日军进行伏击战即取得成功，名震中外，提高了八路军威望，毛泽东很自豪，也很振奋，对抗战中游击战与运动战的结合有了新的认识，以后在强调游击战的同时，对于集中兵力打一些运动战给予了重视。
9月27日，即平型关战役后的第二天，毛泽东致电周、朱、彭、任：“目前长城抗战是暂时的，阎锡山必要求我军与他配合来打一二仗，为了给晋军以更好的影响，如果在确实有利的条件下，当然是可以参加的，但须计算这仅是战役的暂时的局面，根本方针是争取群众，组织群众的游击队，在这个总方针下实行有条件的集中作战。”
忻口