二十一日，日军第五师团第二十一旅团旅团长三浦敏事，率领第二十一联队第三大队和配属的第十一联队第一大队，从位于晋东北的灵丘出发，沿着灵丘通往平型关的公路，追击仍在后撤的中国军队第七十三师。

这一天，中国空军在山西参战了。中国空军前敌总指挥周至柔电告阎锡山，空军编组了支援山西作战的四个飞行中队，指挥所设在太原，以洛阳、西安、南阳机场为基地，以太原、临汾、长治为前进机场。就在日军第二十一旅团发起攻势的时候，关东军飞行第十六联队的十五架战斗机，掩护第十二联队的八架重型轰炸机，轰炸了太原城。中国空军第二十八中队队长陈其光率领七架驱逐机迎击，将日本陆军视为“军宝”的第十六联队第一大队队长三轮宽少佐所驾驶的九五式战斗机击伤。该机在太原附近的农田中迫降，爬出机舱的三轮宽被当地农民打死。

除了这个令阎锡山兴奋的好消息外，还是这一天，日军第二十一旅团在向前攻击的时候，首先遭遇奉命破坏公路的中国守军一个营，日军苦战了大半天才得以摆脱。接着又遭遇了第十七军第八十四师的一个营，又苦战了大半天，好不容易推进到平型关面前时，被中国守军第三十三军独立第八旅六二三团所阻。

二十三日，攻击平型关不成的日军，开始转攻旁边的团城口。第十七军五二团团长在战斗中身负重伤。在日军迂回东、西跑池南北高地的时候，独立第八旅防守高地的两个连全部阵亡，高地遂被日军占领。孙楚命令第十七军再投入两个团、第七十三师一部和独立第八旅的一个团同时向日军实施反击。下午，中国守军反击成功，东西跑池及其附近高地阵地失而复得。

尽管日军对平型关的攻击规模并不强大，但终究是敌人已经攻到天险隘口前了。阎锡山十分紧张，他动用了预备队，命令第七十一师附新编第二师共八个团向东西跑池、小寨方向迂回，以形成对日军的侧击；第七十二师和第三十五军的两个旅作为出击预备队，由傅作义担任出击总指挥。

这一天，南京大本营收到的来自山西前线的战况报告是：敌人一旅团，坦克车、（装）甲车各二十辆，昨夜十时起向平型关、团城口攻击。我独八旅、八十四师出击应战。敌向蔡家峪（团城口以东）溃退。我七十一师本晚已抵大营（平型关以西）。第八路军定明拂晓由上寨村、冉庄村（灵丘南山中）向敌出击。二十一师、十五路（为）接续部队。本午有敌八百余向小窝单、讲堂村攻击。应县、浑源大道有敌千余向东移动。战事决在平型关外决战。阎锡山从太和岭口前线指挥部致电第十八集团军总指挥朱德：“我决歼灭平型关之敌，增加八个团兵力，明拂晓可到，希电林师夹击敌之侧背。”

“林师”，即林彪指挥的八路军第一一五师。

共产党领导的抗日队伍，第一次以正规部队的名义，加入在国民政府军事委员会统辖的战斗序列里，奔赴抗日战场参战了。

根据八月二十二日国民政府军事委员会颁布的国民革命军第八路军的改编命令，八月二十五日中共中央发布的红军改编命令，第八路军之第一一五、第一二零和第一二九师的编制序列是：

第一一五师，由红一方面军第一、第十五军团和陕南第七十四师改编，师长林彪，副师长聂荣臻，参谋长周昆，政训处主任罗荣桓，副主任肖华。辖第三四三旅（六八五团、六八六团），旅长陈光，副旅长周建屏；第三四四旅（六八七团、六八八团），旅长徐海东，副旅长黄克诚；独立团和三个直属营。全师一万五千五百人。

第一二零师，由红二方面军第二、第六军团和陕北红军第二十七、第二十八军，独立第一、第二师，赤水警卫营、总部特务团各一部改编，师长贺龙，副师长肖克，参谋长周士第，政训处主任关向应，副主任甘泗淇。辖第三五八旅（七一五、七一六团），旅长张宗逊，副旅长李井泉；第三五九旅（七一七团、七一八团），旅长陈伯钧，副旅长王震；教导团和五个直属营。全师一万四千人。

第一二九师，由红四方面军第四、第三十一军，陕北红军第二十九、第三十军，陕甘宁独立第一、二、三、四团和第十五军团骑兵团改编，师长刘伯承，副师长徐向前，参谋长倪志亮，政训处主任张浩，副主任宋任穷。辖第三八五旅（七六九团、七七团），旅长王宏坤，副旅长王维舟；第三八六旅（七七一团、七七二团），旅长陈赓，副旅长陈再道；教导团和五个直属营。全师一万三千人。

后方总留守处主任肖劲光。

八路军总部直属队约三千人。

全军总计约四万六千人。

为了加强党对抗战时期军事工作的领导，中共中央政治局洛川会议决定，成立新的中共中央军事委员会，毛泽东为书记（实际称主席），朱德、周恩来为副书记（实际称副主席）。成立前方军委分会（后称华北分会），朱德为书记，彭德怀为副书记。十月，中共中央决定成立军委总政治部，任弼时为主任，恢复了一度取消的政治委员制度，聂荣臻、关向应、张浩分别为第一一五、第一二零和第一二九师政委，肖华、黄克诚、李井泉、王震、王维舟、王新亭分别为第三四三、第三四四、第三五八、第三五九、第三八五、第三八六旅政委。撤销了各级政训处，恢复了师、旅两级政治部。中国共产党还在南京、武汉、西安、重庆、太原、广州、迪化（今乌鲁木齐）等地成立了八路军办事处，在长沙等地成立了八路军通讯处。

改编不是问题，问题是改编后以何种方式参战，以何种策略作战。

八路军所辖的三个主力师，加上直属与后方部队，总计不过四万多人，从军事上讲，即使全部投入战场，对于偌大国土上的全面对日作战而言，影响只能是局部的。而在共产党方面看来，如果没有正确的作战方略就盲目参战，等同于自我蹈火。为此，毛泽东明确表示，改编后的八路军要扬己之长，避己之短，长处在于有游击战的丰富经验，短处在于兵力有限武器简陋。因此，八路军能够采取的作战方略只能是“独立自主的分散作战的游击战争”，只有这样才能最大限度地打击敌人同时保存自己，才能对抗日战争做出中国共产党人的贡献。

八月一日，毛泽东就八路军的作战原则进行了如下阐述：关于红军作战，依当前敌我情况，我们认为须坚持以下两原则：

（甲）在整个战略方针下，执行独立自主的分散作战的游击战争，而不是阵地战，也不是集中作战。因此，不能在战役战术上束缚。只有如此，才能发挥红军特长，给日寇以相当打击。

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