平型关，位于山西灵丘县西乔沟一带，是山西东北部古长城的重要隘口，与雁门关同为晋北门户。

为了配合阎锡山部防守长城防线，八路军总部命令120师进至雁门关以西的神池地区，侧击由大同南犯之敌；115师进至平型关以西地区，准备侧击进犯平型关之敌。

这时，一个紧迫而现实的问题摆在了延安统帅部和115师首长的面前：如何使用兵力？是集中兵力打运动战、正规战？还是分散使用打游击战？对此，林彪与毛泽东的意见不太一致。

在9月14日115师抵达原平车站时，林彪曾电告八路军总部朱德、彭德怀、任弼时，提出：“344旅及师直集中大营，准备待敌佯攻大营东之平型关友军阵地时，我相机袭击敌人之左侧后，歼敌一部，以扩大战果。”显然，林彪是想集中兵力打大仗、打运动战。

林彪的电报同时转给了在延安统帅部的毛泽东。

16日、17日，毛泽东又给朱德、彭德怀、林彪等人发电，指出：“红军此时是支队性质，不起决战的决定作用。”

但是，接连两封电报没能说服林彪，他执意要集中力量打歼灭战，打大仗。

18日，林彪回电毛泽东，坚持己见。

由于林彪等人的坚持，或许毛泽东觉得他们的意见有些道理，21日，毛泽东再次致电彭德怀，表示同意林彪将一个旅暂时集中打仗，但同时指出，如果许久还无机可乘时，仍以适时把中心转向群众工作为宜。

25日，林彪指挥115师取得了震惊中外的平型关大捷，歼灭日军坂垣第5师团1000多人，打破了“皇军”不可战胜的神话。

“平型关大捷”使林彪名声大震。但是，盛誉之下林彪并没有喜形于色，飘飘然，因为他有几个没想到：

一是没想到打日军比打国民党军困难得多。这次战斗歼敌1000余人，而自己伤亡600多人，而且许多是经过长征的老红军。林彪曾想抓一些俘虏带到太原去游行，而小鬼子宁可自杀也不投降，结果一个俘虏也没抓到。

二是没想到国民党军如此不配合。林彪在战后说：“友军在战斗中的配合，实在太差了。他们自己订出的出击计划，却未能遵守。你打，他旁观。”

三是没想到平型关大捷难以挽救国民党军晋北防御的败局。平型关战后不久，国民党军晋北防线崩溃，日军长驱南下，太原很快沦入敌手。

经此一战，林彪大彻大悟：依靠国民党军抗战没有前途，集中八路军主力打运动战也不行，他再一次服了毛泽东。

至此，林彪在思想上才真正转了一个弯，开始认识到游击战的战略地位。