平型關大捷不但是八路軍出師華北抗日戰場後首戰大捷，同時也是全國抗戰爆發以來中國軍隊的第一個大勝利。雖然它的規模不是很大，但震動全國，意義深遠。
當時，南線的淞滬會戰處於膠著狀態，中國軍隊傷亡嚴重。保定、石家莊等大城市和平漢、津浦路北段的大片土地迅速淪陷，閻錫山的晉軍也是連續喪師失地當時，可以說，中國軍隊屢戰屢敗，沒有好的戰績，士氣低迷，民心震蕩。
平型關戰鬥乾淨利索地消滅千餘日軍，給予在侵華以來橫衝直闖的日軍沉重的打擊，一掃中國軍隊此前的頹靡，極大地鼓舞了全國人民的抗日鬥志。
時任國民黨第二戰區戰地動員委員會主任委員續範亭因此說：平型關戰役的特別意義，「在於打破了『皇軍』不可戰勝的神話，提高我們的士氣。」
國民黨政府發嘉獎云：「此為華軍在平綏線之空前勝利。」
然而，近年來，關於平型關大捷，臺灣方面卻出現了一些質疑的聲音，有臺灣學者說：實際參與平型關戰役的軍隊，有國軍，亦有受編為國軍之共軍。國軍實為主力，為第十七軍高桂滋的84師高哲、第21師李仙洲；第十五軍劉茂恩的第64師武庭麟和劉茂恩自兼師長的第65師，以及劉奉濱的第73師，共計六個師。從整個戰役看來，中共115師只是擔任對敵輜重伏擊任務，無論戰果如何，其在整個戰役之地位及價值，與其他六個師相比，是不能等同的。
那真實的情況到底是怎麼樣的呢？
還是讓我們來看看親歷者的描述吧。
說起來，這個親歷者可不一般，他當時擔任的可是八路軍115師343旅686團團長——對，他就是1955年被授予上將軍銜、有「虎將」之譽的李天佑將軍。
按照李天佑將軍的說法，115師在平型關要對付的可不是敵人的後勤輜重隊，而是日軍最精銳的勁旅——日本陸軍第5師團第21旅團。
日軍陸軍第5師團是日軍最精銳的機械化部隊，師團長叫板垣徵四郎，是日本國內公認的名將。此人在1917年任日軍參謀本部中國課部員時，就走遍了整個中國，與土肥原、嘰谷廉介同稱日軍「三大中國通」，日軍侵華在中國發動的諸多大事基本都有他的份。盧溝橋事變後，他率領第5師團由廣島出發，經朝鮮釜山到達天津，鐵蹄踐踏察哈爾，攻蔚縣、佔廣靈、取靈丘、霸淶源……一路橫衝直撞，囂張無比。
115師在平型關伏擊的第21旅團是日軍陸軍第5師團的主力部隊，號稱為「陸軍之花」。
在這場伏擊戰中，沒國軍什麼事，115師師長林彪安排了343旅685和686團擔任伏擊戰的主攻任務，李天佑的686團「唱主角」， 此戰結束，24歲的李天佑被提拔為343旅副旅長。
李天佑在《首戰平型關》一文中是這樣全面而詳細地描述戰鬥的過程的：
軍用列車吼叫著，日夜不停地沿著同蒲路向北急馳。八路軍115師的健兒，坐在敞篷車廂裡，任風雨吹打，任睏乏襲擾，慷慨高歌奔赴抗日前線。事變後，日本帝國主義瘋狂地叫囂「三個月內滅亡中國」。華北日軍在侵佔了北平、天津、張家口、保定等地之後，氣勢洶洶地一面沿津浦、平漢兩條鐵路節節南下，一面兵分兩路進逼山西。駐紮華北的八十萬國民黨軍隊，在日寇大舉進攻下，迅速土崩瓦解，紛紛逃竄，真是「聞風四十裡，槍響一百三」，使侵略者如入無人之境。在這國家民族的危難關頭，只有三萬餘人的八路軍，背負著人民的希望，東渡黃河，以大無畏的精神向敵後英勇挺進。與賀龍同志率領120師開往晉西北的同時，我115師於晉西南侯馬市登車，向晉東北疾進。
一路上，有多少事情使人激動不已啊！我們每到一地，那些拄著拐杖的老大爺、老大娘，懷抱嬰兒的母親，熱血沸騰的青年男女，就悲喜交集地圍攏來，詢問我們是不是上前線打鬼子的隊伍。當我們回答說：「我們是八路軍，是上前線打鬼子的。」他們便轉悲為喜，臉上立刻露出希望的微笑，接著便把大量的食品、香菸塞到我們手裡。尤其使人感動的是那些東北流亡學生，他們一群群，一隊隊，冒著風雨擠在月臺上，徹日徹夜地唱著悲憤的歌曲，歡送我們上前線。每逢火車進站，不等車停穩，他們便上車廂，拉住戰士的手，哭訴對日本帝國主義的仇恨。這些遠離家鄉、到處流浪的青年人，生活本已瀕於饑寒交迫，但是他們還要把自己僅有的一件大衣、一條圍巾或一副手套送給戰士。有的搜盡腰包，儘其所有，買了饅頭、燒餅送來，表示自己對抗日戰士的一片熱忱。目睹國家受辱，同胞流離失所，誰不義憤填膺啊！戰士們揮舞著拳頭高呼：「頭可斷，血可流，寧死不做亡國奴！」生死已到最後關頭，八路軍和人民的悲憤融合在一起了。
部隊在原平下車後，沿途所見，卻又是一番令人觸目驚心的景。潰退的國民黨軍隊洗劫了這一帶地方，搞得大小村莊冷冷清清，真是日寇還未到，百姓先遭殃。我們急急忙忙往前線趕，蝗蟲般的國民黨潰兵卻槍上挑著包裹、小雞，攆著馱有箱籠的牲口，慌慌張張往後跑。一邊跑一邊叫：「厲害啊，鬼子厲害！」恐日病已是國民黨文武高官的不治之症。他們不僅到處大談其「打不得」的亡國論調，而且當我軍戰士挺胸闊步向前奔進時，還瞪著眼睛，譏諷地說：「你們背著吹火筒、大刀片，真的要去送死嗎？」
呸！膿包，還有臉說得出口！心裡早就氣得發顫的我軍戰士，真想狠狠地教訓他們一頓。但是，為了團結抗日，大家只好忍受這種諷刺。
的確，我們的裝備不僅遠不及日寇，也遠不及國民黨軍隊。有的戰士連土造步槍都攤不上，只是背著大馬刀。在懦弱者看來，我們未免太不自量了。然而我們的戰士都是中華民族最優秀的子弟，在這強敵面前，他們有勇往直前的英雄氣概。在雪片般飛來的求戰書上，戰士們紛紛寫下鋼鐵般的誓言；有的表現了視死如歸的精神，給父母妻兒寫下了最後一封信；有的準備好了最後一次黨費。千萬個人一個決心：誓與日寇決一死戰。為保衛祖國流最後一滴血！
九月下旬，部隊進到靈丘以南的上寨地區時，傳來了靈丘失守的消息。接著，得知日寇板垣師團在侵佔靈丘後，正蜂擁西進，直取晉東北邊陲重鎮平型關。二十三日上午，忽然接到師部通知：連以上幹部到師部參加戰鬥動員會。
動員會上，林師長分析了戰局，介紹了敵情，激動而有力地號召道：「同志們，中華民族正在經歷著巨大的考驗！我們共產黨人，應該擔當起，也一定能夠擔當起這救國救民的重任！」
正在這時，駐平型關的國民黨晉綏軍發來電報說：日寇先頭部隊已接近平型關。林師長看過電報，派出偵察部隊，繼續講話。最後，他把這次伏擊敵人的具體打法向到會幹部作了詳細交代。
黃昏時分，部隊出發了。我們686團連夜趕到距平型關三十餘裡的冉莊，在這裡進行戰鬥準備：召開黨的會議，進行戰鬥動員，組織幹部到前面去看地形，派偵察部隊到各要路口，斷絕行人，封鎖消息。戰士們忙著擦拭武器，分配彈藥。每個人不過一百多發子彈和兩顆手榴彈。但誰都明白：為什麼要打這一仗，為什麼必須打好這一仗。要是隨便問一個戰士：「你準備怎樣打這一仗？」他就會這樣回答：「衝鋒在前，退卻在後！」這是黨對共產黨員的要求，也是全體指戰員的共同決心。
林師長計劃在平型關至東河南鎮沿二十華裡的山溝伏擊日寇，命令部隊當晚二十四時開進。
我們原想在出發之前，抓緊時間睡一覺，但是，激動使人無法平靜下來。楊勇同志開玩笑地對我說：「嗬，老戰將了，怎麼還這麼緊張！」我說：「不是緊張，頭一回和交手，生怕哪裡想不到，誤了事！」楊勇同志說：「是呵，全國人民都在等著我們的勝利消息呢！」
午夜二十四時，隊伍向前運動。
為了隱蔽，我們選擇了最難走的毛毛道。天空布滿了烏雲，戰士們擔心下了雨耽誤趕路，互相催促著快走。烏雲越來越濃，大地越來越黑，瓢潑似的大雨終於落下來了。戰士們沒有雨具，身上的灰布單軍裝被澆得溼淋淋的，冷得發抖，天黑得象是罩了口鍋，令人不敢抬步。每個人只得拽著前面同志的衣角，高一腳低一腳地往前趕，一不小心，就會摔倒。行軍速度慢下來了。我們希望多打雷閃，好趁著剎那亮光放開步子往前跑。
雨，譁譁地下個不停，最糟糕的是山洪暴發了，而我們卻要沿著一條山溪繞過來趟過去，浪濤咆哮，齊胸。有幾個戰士急於趟過去，被水衝走了。奔騰的洪水，攔住了前進的道路。怎麼辦？似乎只有停下了。然而，隊伍中卻是一片催促前進的聲音：「趟啊，趟過去啊！」
「長徵途中的雪山、草地都沒攔住我們，一條小河頂個屁！」
戰士們把槍和子彈吊在脖子上，手拉著手結成一條堅固的鏈索，向對岸趟去。九月，已經降霜了，河水寒冷透骨。戰士們不聲不響地同山洪搏鬥，趟過去趟過來，不下二十多次！許多人的牙齒碰得咯咯響，我也感到兩條腿麻木了。經過大半宿的艱難行進，我們快趕到目的地時，天亮了，雨也停了。這時我才看清忍受了一夜寒冷和風雨的戰士，一個個唇青嘴烏，有的因為摔跤過多，滾得個泥人。隊伍在公路南的山溝裡隱蔽下來。天還是陰沉沉的，冷風颼颼，又不許生火，戰士們只有咬牙忍受，讓沸騰的熱血來烤乾溼淋淋的衣服。二十五日清晨，我團全部進入陣地。我同楊勇同志到前面指揮所去。指揮所設在一塊谷地的坡坎下。前面是公路，兩旁是山巒。我和楊勇同志舉起望遠鏡向兩側觀看，但見樹葉在輕微地抖動。或許是秋風搖曳著草木，在催促它；或許是披著偽裝物的戰士，因為衣溼身寒，趴在潮溼的地上，冷得發抖。我們分不清哪是樹木哪是人，只知道那兒埋藏著幾百顆憤怒的心。
我摘下望遠鏡對楊勇同志說：「隱蔽得很好。」
楊勇同志意味深長地說：「是啊，野獸雖然狡猾，但我們這些聰明的獵手一定不會放過他們！」
上午七時，山溝裡傳來了馬達聲。百餘輛汽車載著鬼子兵和軍用物資在前面開路，兩百多輛大車和騾馬炮隊隨後跟進，接著開過來的是騎兵。車聲嗚嗚，馬蹄鏘鏘，聲勢煞是浩大！那些日本兵，腳穿皮鞋，頭戴鋼盔，身披黃呢大衣，斜背著槍，嘰哩呱啦。
周圍異常沉靜。戰士們握緊手榴彈，瞪大眼睛，看著敵人得意洋洋的樣子，氣得直咬牙。
大概是由於公路泥濘不好走吧，幾十輛汽車在興莊至老爺廟之間停留下來。西進的鬼子還在向前擁，人馬車炮擠成一團。這正是個開火的好時機，我抓起耳機，命令擔任突擊任務的一營：「攻擊開始！打！」
戰士們盼望的時刻到了，兩側的山崗頓時怒吼起來。機槍、步槍、手榴彈、迫擊炮一齊發射，把擁塞在公路上的鬼子一時打得人仰馬翻。
我們為了加強指揮，保證打好，楊勇同志和其他幾個同志決定下到營裡去，留我在指揮所負責全面指揮。他們走後，我命令右側山上的三營向老爺廟衝擊。
剎那間，巨大的衝殺聲震撼山谷，戰士們勇猛地向公路衝去。鬼子東奔西竄，戰馬驚鳴。然而敵人終究是兇狠的，而且槍法很準。他們不顧傷亡，利用汽車和溝坎頑抗，機槍打得嘎嘎地響。我舉起望遠鏡清楚地看到，我們的火力壓不住敵人的火力，衝上去的戰士一個又一個地倒下來。然而「衝啊！」「殺！」的喊聲不斷，戰士們前赴後繼地前進。敵人的確很頑強，一部分已經爬到對面山上，佔領了老爺廟。情況對我們很不利。
看到自己的同志接二連三地倒下，該有多麼痛心！然而，戰士們那豪邁的誓言又在我耳旁響了起來――犧牲是光榮的！當亡國奴是可恥的！是的，為了民族的生存，我們必須付出代價！我咬緊牙關，再一次命令三營不要怕傷亡，一定要拿下老爺廟！又告訴側翼連隊加緊攻擊，吸引敵人的火力，支援三營衝鋒。山溝裡煙霧瀰漫，響聲震耳。三營戰士鑽進煙霧裡，往前跑，往前爬，往前滾。終於，他們衝上了公路，同敵人展開了白刃格鬥。只見槍託飛舞，馬刀閃光，吼殺聲，爆炸聲，攪成一團。
足足拼殺了半個小時，敵人支持不住了，紛紛藏到汽車底下。我們的戰士當時不懂得燒毀敵人的汽車，使其失去掩蔽物，還以為日寇和內戰時期的敵人一樣，打狠了就會繳槍。他們停止了射擊，向躲在汽車底下的敵人喊話：「繳槍不殺！優待俘虜！」
然而，眼前的敵人不僅不懂中國話，而且還是一群經過法西斯軍國主義訓練的至死不悟的野獸！他們只知道向中國人開刀，喝中國人的血，吃中國人的肉。許多戰士因為缺乏對日寇作戰的經驗，反被垂死的敵人殺傷了。
一營的一個電話員，正沿著公路查線，看見汽車旁躺著一個半死的鬼子，他跑上去對那個鬼子說：「繳槍不殺，優待俘虜！」沒等他說完，那傢伙揚手一刺刀，刺進了電話員的胸部。有的同志想把負了重傷的敵人背回來，結果自己的耳朵被敵人咬掉了。更有的戰士去給哼哼呀呀的鬼子裹傷，結果反被敵人打傷了。
由於敵人的野蠻和驕橫，戰鬥始終打得很激烈。鬼子的傷兵同我們的傷員扭打，直到拼死為止。
敵人不懂山地戰術的特點，除以一小股兵力搶佔了老爺廟外，大部分敵人始終擠在公路上挨打。我軍衝過了公路，就直奔老爺廟。由於山上和山下火力的夾擊，山坡又陡，三營營長也負傷了，但他堅持不下火線，繼續指揮部隊作戰。在二營的積極援助下，他們終於佔領了老爺廟制高點。佔領了老爺廟以後，我們從兩面居高臨下，打得山溝裡的敵人無處躲藏。
鬼子指揮官猛然醒悟過來，揮刀喊叫，指揮著獸兵爭奪老爺廟制高點。此刻，敵人的大炮、快速騎兵全都失去了作用，只有穿著皮鞋的步兵，亂七八糟地成群地往上爬。我軍沉著以待，瞄好敵人，等他們爬得上氣不接下氣、與我貼近時，才一齊開槍。
敵人剛衝上來，又垮下去了。
我讓團指揮所移到公路北的一個山坡上。這時，五六百敵人正擁擠著反覆對老爺廟攻擊。敵機貼著山頭盤旋威脅我們。楊勇同志也負傷了，情況十分嚴重。如果兩翼兄弟部隊不能很快攻上來，我們又得同敵人肉搏了。
一個參謀有點沉不住氣，喊著：「團長隱蔽，飛機！」
我告訴他：「不要怕，敵人靠近了我們，它不敢扔炸彈！」
敵人越來越多，拼命往上攻。但是，我相信左翼部隊很快就會攻上來，便命令部隊：一定要堅持到底，直至最後一支槍，最後一顆子彈。
打到下午一點，687團攻上來了。我看敵人的後尾一亂，覺得消滅敵人的時機到了，便命令部隊加強火力進行反擊。敵人哪能擋得了我們的兩面夾擊。興莊至老爺廟之間的鬼子很快被我乾淨徹底地殲滅在山溝裡。
當我們完全控制了這條山溝以後，馬上按林師長戰前的指示，向西面的東泡池方向發展進攻。
那裡大約有兩千敵人，控制著東泡池高地，原為國民黨晉綏軍出擊目標。我們西進到東泡池一帶，不用望遠鏡，便可清楚地看到內長城和雄踞關嶺山頭的平型關。但是，令人氣憤的是，國民黨晉綏軍不僅不按預定的協同計劃配合我軍作戰，致使東泡池之敵敢於集中力量向我側翼攻擊，企圖為被圍之敵解圍；而在我軍消滅了被圍之敵，主動西進，攻擊他們陣前的這股敵人，經反覆衝殺，使敵人面臨被殲的局面時，國民黨晉綏軍卻又放棄了團成口陣地，使敵人奪路逃竄。他們究竟還有幾分抗日熱情，不難明白了。
我軍沿著十多裡長的山溝撤出戰場。舉目四望，公路上血跡斑斑，躺著三千多個血肉模糊的敵人屍體。戰馬、大車、汽車、大炮狼藉遍地。瘋狂、殘暴、兇惡的日本侵略軍精銳板垣師團二十一旅團，在中國人民的鐵拳下，遭到了徹底的毀滅！
首戰平型關的偉大勝利，暫時穩定了華北國民黨軍潰退的局勢，振奮了抗日軍隊的士氣，並為爾後太原以北的保衛戰，贏得了準備的時間。