阎锡山十分惊慌，他感到不打一仗就退出晋北不好交待，打又怕削弱自己的实力，所以急于叫八路军早点开到前线，给他顶住。
当时日军的主攻方向分左右两翼：右翼一个派遣兵团和两个独立混成旅团占领大同后，准备出山阴进犯雁门关；左翼第5师团企图突破平型关与大同之我军防线会师雁门关。
会师后攻占太原，以大迂回动作，迫使国民党军队撤退，达到不战而占华北5省之目的。
平型关位于河北与山西交界地带，是进入山西的一个重要关口。
平型关东北方向有一条通往灵丘县东河南镇的狭窄沟道，沟长约十多里，两面是山，深数十丈。
沟底道路仅能通过一辆汽车，能错车的地方极少。
尤其沟道中段，地势最为险要，是打伏击战最理想的地方。
我115师先遣部队发现敌人大队人马正向平型关方向运动，师党委决定在这里与日军打一仗。
进犯平型关的日军是坂垣第5师团。
坂垣是发动“九·一八事变”、制造“满洲国”的罪魁祸首之一。
由于侵华有功，已由大佐晋升为中将。
坂垣师团武士道精神很强，战斗力在日军中是很有名气的。
他所以选择这条迂回路线是因为这里是河北与山西交界处，防守比较薄弱。
他自进攻华北以来，国民党军都是不战而退。
他万万没有想到八路军东渡黄河来得这么快，并埋伏好等着他。
平型关一战是八路军同日军的第一次交锋。
为了打好这一仗，115师在上寨召开全师干部会进行动员。
师长林彪首先分析了形势，介绍了敌情，然后做了战斗部署。
政委聂荣臻讲了打好这一仗的重大意义，并要求全体指战员和各级党组织利用这一带有利地形，狠狠打击日寇，打一个全国人民盼望的大胜仗!
动员会一结束，师的主力就连夜开往距平型关30余里的冉庄待命。
9月24日，已能听到断断续续的炮声。
前沿部队报告，敌人可能于25日向平型关大举进攻。
傍晚又收到阎锡山部队送来的一份“出击计划”，说由他们担任平型关的正面防御和堵截。
根据敌情变化，林彪和聂荣臻立即命令343旅晚24时出发，进入白崖台一线埋伏待敌。
白崖台一线距沟底通道仅二三里。
那天夜里，阴云密布，大雨如注，冷风一阵紧似一阵。
战士们既无雨衣，又没有御寒衣服，只好任凭风吹雨打，沿着崎岖的山沟，踏着泥泞的道路前进。
由于山洪爆发，大家只得把枪和子弹袋挂在脖子上，手拉手淌水前进，但仍有一些战士眼看着被洪水冲走。
经过大半夜行军，除徐海东的一部分部队被洪水挡住外，杨得志、陈正湘同志率领的685团和由李天佑、杨勇同志率领的686团都按时到达目的地。
这时雨停了，天也亮了。
但战士们更苦了，他们又冷又饿，穿着可以拧出水来的衣服，趴在泥泞的地上，不能随便动。
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17.战上海(2)
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师部设在十几棵大树下。
师长用望远镜检查阵地，部队隐蔽得非常好，不见一个人影。
不久，山沟里传来了汽车的马达声，并可以看见进犯的日军。
来的是坂垣师团第21旅团的辎重部队和后续部队，共4000多人。
前面是100余辆汽车，接着是200多辆大车。
除军用物资外，车上坐满了头戴钢盔的日本兵。
再后面是驮着92式步兵炮的骡马和骑兵。
车马连成一线，马达声和马蹄声在山谷中回响。
日本兵趾高气扬，如入无人之境。
早晨7时，日军已全部进入伏击圈。
师首长决定，分段把敌人吃掉，立即下达了进攻令。
我军居高临下，突然向敌军展开了猛烈攻击，一下子把敌人打得晕头转向，指挥系统全乱了。
顿时，十几里长的山沟，汽车撞汽车，大车撞大车，人喊马叫，乱成一团。
我军的军号声、喊杀声响彻山谷，战士们一个个如老虎冲下山去，与日军展开了白刃格斗。
`日军由于受过严格的训练，虽然失去了指挥，但仍顽强地进行抵抗。
有的趴在汽车下和沟坎上向我射击，有的向山坡上爬，妄想夺取阵地。
有的日本伤兵和我伤兵相遇，便打做一团，互相用拳打，用牙咬。
公路上一辆接一辆的汽车在燃烧着，敌军人仰马翻，武器丢的到处都是。
山沟西南方向有一条路，原是阎锡山部队的狙击目标。
敌人沿这条路逃跑时，阎仍按兵不动，致使一部分日军突破阎锡山部的团城口阵地逃走。
这次战斗，我军歼敌1000余人，毁汽车100多辆、大车200多辆，缴获92式步兵炮一门、炮弹2000多发、重机枪20余挺、步枪1000余支、战马50余匹、日币30万元，还有其他大量武器辎重及一批军用地图和文书。
单是军用大衣就足够115师每人一件。
附近山沟里的老乡听到我军打了大胜仗，自动来帮战士们搬运战利品。
平型关大捷打破了“皇军”不可战胜的神话，打击了“战必亡”的恐日病，极大地鼓舞了我军士气和全国人民。
当胜利捷报传到全国各地时，各界纷纷给我党、我军发来贺电、贺信。
上海市职业界救亡协会在贺电中讲：“贵军受命抗敌，立奏奇功，挽西线垂危之局，破日寇方长之焰。
捷报传来，万众欢腾，谨电驰贺。”
蒋介石也发来贺电：“朱总司令、彭副总司令勋鉴：25日电悉，25日一战，歼敌如麻，足征官兵用命，深堪嘉慰。
尚希益励所部，继续努力，是所至盼。”
我八路军在平型关奇袭日军后不久，国民党卫立煌军团会合晋军约十余师在太原北面屏障忻口与日军第1、第5和第12师团等部约5万人展开了一场激战。
10月13日战斗开始，日军集中全力猛攻我忻口西北侧南怀高地。
至21日，我阵地仍然巩固，共歼敌三四万人。
第9军军长郝梦龄和第54师师长刘家麟阵亡。
11月初，日军组织工兵敢死队爆破我阵地，我军又受到晋东方面日军的侧背威胁，遂撤向太原，忻口失守。
八路军115师为了配合忻口会战，在敌侧方及后方开展了广泛的游击战。
在晋东北不断袭击敌人，破坏了交通，收复了繁峙、平型关、灵丘、广灵、深源、蔚县、阳原、涞源、紫荆关等地。
深入到平汉线方面的一部在冀西收复了曲阳、唐县、平山、完县、行唐、满城等县城，逼近到保定附近。
由贺龙领导的120师深入到大同附近，开展了雁北游击战争。
忻口战役时，敌人每天从大同经雁门关给前线运送弹药和军用物资。
贺龙将军决定在雁门关狠狠打击一下日寇，把雁门关变成日寇的鬼门关，便令716团急行军赶到雁门关黑石头沟埋伏。
10月18日早晨，太阳刚刚升起，黑石头沟崎岖的山路被秋阳照得格外明亮。
716团战士怀着兴奋的心情紧紧盯着这条路。
忽然，一长串车队约300多辆汽车从北面公路向黑石头沟开来，不久便进入埋伏圈。
正在这时，南面阳明堡又开来敌人汽车100多辆，给我战斗增加了难度。
廖汉生政委说：“来者不善，善者不来，既然敌人送上门来了，就一起吃掉它!
”
当两路汽车进入伏击圈后，一声命令“打!
”
顿时，轻重机枪、步枪同时怒吼起来，手榴弹在敌阵中腾起阵阵烟尘。
敌人受到突然袭击，大惊失色。
两路对开的汽车互相冲撞起来，弹药车也被打着了。
山沟里响起一阵又一阵猛烈的爆炸声。
转眼间，尘土滚滚，硝烟弥漫，打得日兵死伤狼藉。
活着的日兵在一阵混乱后，重整队伍准备向我反扑。
但没等他们散开，八路军战士已冲了下去，与敌人展开了肉搏战。
经过一场激战，全歼日军，并放火烧了敌人的全部汽车。
待日军援兵赶到时，我军早已无影无踪了。
由于八路军在敌后广泛出击，忻口战场上日军的后勤弹药补给无法满足，不得不用飞机空运。
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17.战上海(3)
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为了消灭敌人的飞机，刘伯承将军统率的129师769团第3营，于10月19日夜冒雨奇袭了代县以南8公里的阳明堡机场，焚毁敌机24架，创造了步兵消灭日机的奇迹。
致使日军10月20日以后一连几天不能轰炸忻口和太原。
卢沟桥事变后，八路军出师两个来月的时间里，与日军进行了大小战斗百余次，毙敌11万余人；缴获步枪1300余支、轻重机枪67挺；毁坏敌机24架，汽车、坦克600余辆。
虽然八路军在华北战场发挥了重要作用，一些国民党军队也与日军进行了激战，但因统帅部信心不足，指挥失当，国民党政治、军事腐败，不少官兵对日军谈虎色变，日军长驱直入，于10月13日占领了石家庄及平汉铁路北段，14日占领了归绥(即呼和浩特)，16日攻陷包头，11月13日占领了济阳，进到黄河北岸，18日又占领了战略要地太原。
华北大部分重要城市被日军占领。
日本帝国主义占领平、津后，在继续扩大华北战争的同时，开始将其战略重点南移华东，蓄意挑起上海战争，企图通过南北两面施加军事压力，迫使南京政府屈膝投降，达到“三个月之内灭亡中国”的目的。