1937年9月25日八路軍115師伏擊日軍第5師團一部的平型關戰鬥，被稱為「中國抗戰以來的第一個大勝仗。」歷來倍受史學界重視。然而我們對該戰鬥的宣傳和敘述，就出現前後不一的說法。殲滅日軍的部隊番號，從1個精銳旅團下降到1個大隊和輜重部隊；殲滅日軍的人數，從一萬、五千下降到三千、一千。但是根據日本史料考證，平型關戰鬥擊斃的日軍，為547人。
平型關一戰是1937年9月25日爆發的，第二天，即9月26日上午，毛澤東接到捷報後，當即草擬了誇大宣傳的戰報，並以八路軍參謀處名義致電國民政府軍委會等報捷，全國各大報紛紛刊載，如：「九月廿五日，我八路軍在晉北平型關與敵萬餘激戰，反覆衝鋒，我軍奮勉無前，將進攻之敵全部擊潰。所有平型關以北之辛莊、關沙、東跑池一帶陣地，完全奪取。敵官兵被擊斃者，屍橫山野，一部被俘虜繳械，獲汽車、坦克車、槍炮及其他軍用品甚多，正在清查中。現殘敵潰退至小賽村，我四面包圍中。八路軍參謀處。宥（註：指9月26日）。」
26日中午11時，毛澤東在給朱德、彭德懷等人的電報中說明：「已用八路軍參謀處名義用有線電、無線電發出簡單捷報，只說將敵萬餘擊潰，擊斃甚多，一部俘虜，車輛槍炮繳獲甚多，正清查中等語。」毛並提出：「關於繳獲數目對國民黨不可誇大，但對外宣傳可略增數目字，是否可說俘虜千餘人，汽車八十餘輛，坦克五輛，炮三門，炮彈三千發，請酌定見告，以為統一」。（《毛澤東致朱彭任並告林聶電》，1937年9月26日）。
由於這時朱、彭已將戰果上報南京蔣介石和閻錫山，內容仍然是「繳獲汽車六十餘輛，小摩托車三輛，外炮一門，炮彈二千餘發」，「俘虜敵官兵三百餘名，另有敵一部約四五百人，馬數十匹被我完全包圍，死不繳械，故全部打死」等，故對毛澤東把擊敵數擴大到萬餘，且聲稱俘虜千餘等，他們顯然認為不妥。接電後，朱、彭兩人當晚即聯名復電提出：「昨天的勝利對國民黨、對外宣傳，我們意見不必擴大，以我們本日致蔣閻電為好。」（《朱彭致毛澤東並告林聶電》，1937年9月26日）。
但是，正如毛電已經說到的，由其親擬的捷報早已發出，只是因為繳獲問題要和前方統一口徑，故才去電朱、彭商量，此一說法已難以收回了。結果，中共方面當天在給南京當局的電報中就出現了延安和前總兩個內容大相逕庭的平型關戰鬥捷報，而中共方面乃至於各方報紙上，自然也都是以毛澤東的捷報為準。所謂平型關一戰殲敵萬餘的說法，即由此而來。
而1937年11月20日由中共中央所屬的抗戰出版社發行的《第八路軍》一書是這樣報導的：「二十五號那天，敵人著名的板垣師團的第十和二十二聯隊，進入平型關戰畢，我軍俘獲敵人一千餘人，敵傷亡在五千以上，我軍又奪得坦克車、裝甲車及馬車共七十四輛 。」
80年代前的內地史書，將殲敵數字再改為三千人。普遍的描述是：「九月二十五日，天色微明，日軍進攻平型關的兵力部屬已隱約可見。這時板垣第五師團第二十一旅團約四千人，一百餘輛汽車，兩百餘輛大車，走入我們的伏擊圈內，大約五時半光景，戰鬥開始了。在這次戰鬥中，殲滅日軍三千多，毀汽車一百多輛，大車二百輛，繳獲九三式野炮一門，輕重機槍二十多挺，步槍一千多支，擲彈筒二十多個，戰馬五十三匹，日幣三十萬元，棉大衣一萬五千多件，其餘軍用食品無數。單是日本大衣，就夠一一五師每人一件。我軍傷亡近千人。」
90年代中期後，殲敵數字改為一千人：「此役一一五師共擊斃日軍精銳第五師第二十一旅1000餘人，擊毀汽車100餘輛，馬車200餘輛，繳獲步槍1000餘支，機槍20餘挺，火炮1門，以及大批軍用物資。」（軍事科學院軍事歷史研究部著：《中國抗日戰爭史》，中卷，解放軍出版社1994年版，第39－40頁）。
由此可以看到平型關戰鬥殲敵數字逐漸縮小的脈絡，主要有幾處大修改：
殲滅的日軍部隊，從「第二十一旅團主力」改為「二十一旅團第二十一聯隊第三大隊和輜重部隊」。
日軍損失，從「與敵萬餘人激戰」、「敵傷亡在五千以上」，到「殲敵三千，毀汽車一百多輛，大車二百輛」再到「殲敵一千多人，繳獲步槍一千多支，毀汽車一百餘輛」。
90年代有的著作，殲敵數字復又改為500餘人、600人。
然而根據日本史料考證，平型關戰鬥，八路軍殲滅的日軍是第5師團後勤部隊（日軍稱為輜重、兵站部隊），擊斃日軍數為547人，包括2名中佐。
據日本史料記載，平型關戰鬥，日軍第5師團遭伏擊的是從前線靈丘回來的兵站汽車1個中隊，以及開往前線的第21聯隊「大行李」和護衛的1個小隊（日本防衛廳防衛研究所戰史室：《中國事變陸軍作戰史》，第1卷第2冊52頁）。所以平型關戰鬥，八路軍伏擊的是兩路對進的日軍小部隊！兩路日軍先後進入包圍圈而遭八路軍分別包圍，均被全殲（本文只探討平型關伏擊戰，至於外圍戰鬥如腰站戰鬥等則不在本文討論之列）。現將有關問題考證如下：
（一）平型關戰鬥的戰前形勢
據有關資料記載平型關地域的地理形勢：「平型關位於恆山、太行山兩大山脈的交接處。兩山夾谷中縱貫一條大道——蔚代公路。公路從靈丘城伸出，沿唐河河谷西行20公里經東河南鎮，在蔡家峪村脫開河谷，轉向西南平型關山區；再前行2公里，從小寨村入狹溝，至老爺廟出口，全長4公里，溝深10一30米，寬10—20米。溝左側（西北面）是高山，勢如陡壁；溝右側（東南面）狀如刀削，上沿與溝壑平行是一帶形平地。溝的出口處，左側山勢平緩，老爺廟旁山面溝，距出口處約40米。右側是一片不大的開闊地。行進方向200米處是交叉溝谷：沿南溝前行1公里至關溝村開始上山，再前行3公里就是平型關。此溝車輛不能通行，公路則沿西溝而上，前行l公里至辛莊攀山，再前行3公里至跑池村而達山巔，這裡是平型關北側要隘。」
第2戰區司令長官閻錫山深知平型關的戰略地位，過了此關便是開闊的滹沱河谷，要想設防只有後退150公里到忻口方能立足。閻錫山先後集結11個軍共15萬人的兵力準備依險據守平型關，與日軍在關前決戰。閻錫山決定八路軍第115師守衛平型關以東地區，擔任側翼防禦任務。可見，八路軍115師發起的平型關戰鬥是第2戰區組織的平型關戰役的組成部分。
進攻平型關的日軍為第5師團，是日本陸軍最精銳的師團之一，為常設四單位制挽馬師團，師團長坂垣征四郎中將，編制2.5萬人，因戰鬥損耗實有人員2.2萬人，步兵戰鬥部隊下轄第9旅團（下轄第11、41聯隊）、第21旅團（下轄第21、42聯隊）。此時第9旅團主力（第41聯隊全部和第11聯隊2個步兵大隊，共5個步兵大隊）配屬炮兵、工兵等特種兵一部組成國崎支隊（支隊長為第9旅團的旅團長國崎登少將），進攻河北省會保定（後轉到華東進攻上海、南京，長期脫離第5師團戰鬥序列），故第5師團投入平型關戰役的兵力約為1.5萬人左右，共7個步兵大隊，分布是：第5師團司令部與直屬部隊、第42聯隊主力（2個步兵大隊）進駐蔚縣，第21聯隊第1、2步兵大隊9月16日占領渾源（廣靈以西），第21旅團率第11聯隊第1步兵大隊、第21聯隊第3步兵大隊於9月20日占領靈丘（廣靈以南40公里），第42聯隊第2步兵大隊也進至靈丘作為預備隊。加上沿同蒲路南下的日本關東軍「蒙疆兵團」，日軍投入平型關戰役的部隊在3萬人以上。
精通用兵之道和熟悉地形的日軍名將坂垣征四郎，為避開國民黨軍重兵設防、地勢異常險要的關前重地，派遣第21聯隊（聯隊長粟飯原秀大佐）第1、2步兵大隊於9月21日自渾源南下，翻越海拔2047米、狀如劍鋒的大尖山，繞過國軍陣地抵達平型關左側背後。這支奇兵的突然出現，使關前國軍驚恐萬狀，倉皇后撤，將險峻的關前要地全部放棄。日軍第21聯隊趁夜向國軍第17軍防守的團城口、鷂子澗、東西跑池一帶的陣地襲擊，第17軍退往大營鎮以北。日軍遂占領了團城口一帶2公里長的長城要塞，將國軍平型關防線撕開了一個缺口。日軍第21聯隊在內長城上歡呼勝利，與此同時，朝平型關正面推進的日軍第21旅團的旅團長三浦敏事少將率領第11聯隊第1步兵大隊與第21聯隊第3步兵大隊前進到東西跑池一帶陣地，一併指揮第21聯隊組成三浦支隊，向平型關正面發起攻擊。支隊的衛生隊（負責臨時救治傷員）設在關溝，野戰倉庫則設在辛莊。第21旅團的後勤輜重部隊和第42聯隊第2大隊則留在靈丘。這樣一來，進攻平型關的日軍野戰部隊與後方基地靈丘間出現了一個長達30公里的真空地帶，中日雙方都沒有一兵一卒。
（二）八路軍115師的兵力部署
八路軍第115師的師長林彪決定在這裡大做文章，將師主力部署在平型關東北關溝至東河南村長約13公里的公路兩側高地，從側後攻擊關溝、辛莊的日軍。部隊從9月24日深夜出發，因天降暴雨，第344旅388團為山洪所阻，未能及時趕到，至黎明時進入陣地的只有3個團。115師為此調整部署，以343旅（旅長陳光）685團（團長楊得志，副團長陳正湘）占領關溝至老爺廟以東高地，擔任對關溝、辛莊日軍的主攻；343旅686團（團長李天佑，副團長楊勇）占領小寨至老爺廟以東高地，負責支援685團；344旅（旅長徐海東）687團（團長張紹東，副團長田守堯）占領西溝村、蔡家峪、東河南村以南高地，負責對靈丘方向的警戒；344旅688團為師預備隊，部署在東長城地域。
由此部署可見，115師的部署是以343旅685、686團為主力，對進攻平型關的日軍側後關溝、辛莊進行攻擊，配合平型關正面防禦的國民黨軍。但是，由於兩支日軍後勤輜重部隊意外闖入115師的集結陣地，115師當即對其進行伏擊，從而將一場事先計劃的側後襲擊戰變成了一場經典伏擊戰，這也證明了老紅軍部隊善於隨機應變捕捉戰機的光榮傳統。
我軍戰史一貫說法，此次作戰被伏擊的日軍是從靈丘由東向西浩浩蕩蕩開進的第21旅團後續部隊，乘汽車100餘輛和輜重大車200餘輛。按照聶榮臻（時任115師的副師長）回憶，此戰八路軍投入戰鬥兵力只有2個團：「平型關伏擊只使用了楊得志、陳正湘同志率領的六八五團和由李天佑、楊勇同志率領的六八六團。」（《聶榮臻回憶錄》，解放軍出版社1985年版，中冊第352－353頁），作戰地域也只有一處，即小寨村、老爺廟、辛莊一線山谷。但是根據軍事科學院出版的《中國抗日戰爭史》（中卷）中的說法，參戰部隊為3個團，戰鬥地域也有兩處，即八路軍685、686團在老爺廟一帶伏擊了日軍先頭的汽車部隊，687團則在蔡家峪截住了其後尾的輜重大車部隊，分兩個戰場將該部日軍殲滅（軍事科學院軍事歷史研究部著：《中國抗日戰爭史》（中卷），解放軍出版社1994年版，第39－40頁）。後一說法已相當接近史實，但還有錯誤之處。
根據日本資料考證，此戰被伏擊的日軍，並非只有靈丘西進的一路，而是兩路相向而進的後勤部隊，即從靈丘由東向西開向平型關的輜重大車隊（大行李隊），以及從平型關前線返回靈丘由西向東開的汽車隊（第6兵站汽車隊）。所以，進入八路軍115師集結地域遭受伏擊的日軍，是從兩個入口來的，分屬兩個部隊！結合我軍史料，戰鬥實際情況應為：687團在在蔡家峪截住了靈丘開來的日軍輜重大車隊，首先打響戰鬥；685、686團則在老爺廟一帶伏擊了從平型關前線返回的日軍兵站汽車隊；687團在蔡家峪殲滅日軍輜重大車隊後，派出了1個營的兵力又加入老爺廟圍殲日軍汽車隊的戰鬥；戰鬥中687團在蔡家峪至西溝村之間對靈丘來援的日軍1個步兵中隊、685團在辛莊東南對從平型關前線回援的日軍4個中隊兵力又分別進行了阻擊作戰。所以我們以往戰史中關於我軍參戰部隊、作戰地域和戰鬥發起、結束時間莫衷一是，就是與日軍從兩個方向相對而進、戰鬥分兩個作戰地域有關。至於某些網友考證的兩路日軍曾經相遇、因錯車導致隊形混亂而遭我軍趁亂攻擊，也不符合史實。詳情如下：
（三）日軍三浦支隊的輜重行李隊在蔡家峪被殲滅
根據八路軍115師師部的部署，344旅687團在蔡家峪地區擔任警戒任務，以便於主攻部隊343旅第685、686團能順利地配合友軍側擊關溝、辛莊一線的日軍。9月25日拂曉前，根據徐海東旅長命令，687團1營占領東河南鎮以東公路兩側高地；2營占領1245.8高地；3營占領1466高地及其以南側高地隱蔽。687團由於戰線長，團部分設兩個指揮所：旅長徐海東和團長張紹東在小寨村龍王廟指揮戰鬥；副團長田守堯負責1245.8高地方面的指揮。
日軍這邊，由於9月19日中秋節晉東北一帶普降大雪，加上24日晚的暴雨增加了寒氣，因此在平型關前線作戰的三浦支隊長向駐蔚縣的第5師團司令部發出了「天雨變冷，急需補給」的報告（日本一些資料誤將此份報告當作平型關前線的第21聯隊給靈丘的第21旅團部的報告），第5師團部立即命令輜重兵第5聯隊第2中隊將師團庫存的軍大衣和糧食、彈藥交付給留在靈丘的三浦支隊後勤部隊，由其補給三浦支隊(其實當天中午師團的兵站汽車隊就已出發給平型關前線的三浦支隊運去了一些給養)，同時命師團情報參謀橋本順正中佐去平型關前線執行聯絡任務，並從師團司令部護衛中隊（第21聯隊第12步兵中隊，中隊長神代莊吉大尉）中抽出1個小隊（第3小隊，小隊長高橋義夫少尉）擔任橋本的護送部隊。這支混成部隊到達靈丘交付了軍大衣、糧食、彈藥後，輜重兵第5聯隊第2中隊即返回蔚縣，而橋本順正中佐則率領護衛小隊和留在靈丘的三浦支隊後勤部隊由靈丘西行平型關。這支部隊是由以下單位組成：
步兵第21聯隊的大行李，計官兵97名，馬65匹；
步兵第11聯隊第1大隊的大小行李，計官兵76名，馬54匹；
步兵第42聯隊第2大隊的大小行李，計官兵70名，馬50匹；
擔任護衛的步兵第21聯隊第12中隊第3小隊，計官兵49名；
步兵第21聯隊傷愈士兵4名。
加上橋本中佐，以上共計官兵297名，騎兵乘馬16匹，拖大車的挽馬154匹，裝運物資的大車有149輛（我軍資料稱200輛，相去不遠）。
此支輜重部隊的戰鬥人員為輜重兵15名（全為騎兵，編制在行李隊內），步兵52名（含第3小隊的48名士兵和第21聯隊的4名傷愈士兵），有38式步槍40支，38式騎槍15支，擲彈筒2具，輕機槍2挺。指揮官橋本中佐和小隊長高橋少尉各有手槍1支，戰刀1把；非戰鬥人員為輜重特務兵228名，有刺刀（日文為「短劍」）228把。
這裡必須解釋清楚所謂的「輜重兵、輜重特務兵、大行李、小行李」等日本軍語。按日本軍語原文：
「輜重兵、輜重特務兵、大行李、小行李（は）いずれも戦闘に必要な弾薬や糧秣を輸送する兵士のこと。輜重兵連隊は師団直轄。大行李、小行李は大隊以上の部隊で荷物を運ぶ部隊のことをいった。弾薬など直接戦闘にかかわる荷物を運ぶ部隊を小行李といい、糧秣やその他戦闘に直接関係のない荷物を運ぶ部隊を大行李といった。また輜重兵の監督のもとで馬の世話をする兵士を輜重特務兵又は特務兵といった。元は輜重輸卒ともいわれた。」
大致翻譯為：「輜重兵、輜重特務兵、大行李、小行李均是指運輸戰鬥所必需彈藥與糧草計程車兵。輜重兵聯隊為師團直轄，大行李、小行李則是指大隊以上部隊裡運輸物資的部隊。運輸彈藥等與戰鬥直接相關的部隊為小行李，運輸糧草等與戰鬥無直接關係的部隊為大行李。另外在輜重兵的管理下照看馬匹計程車兵被稱為輜重特務兵或特務兵，原先也被稱為輜重輸卒。」
所以橋本率領的這支日軍輜重部隊，小行李隊運送彈藥，大行李隊運送糧草，大小行李隊中的輜重兵為騎兵（配備騎槍擔任護衛），輜重特務兵照看馬匹（只配備冷兵器），以上全為日軍正規的現役官兵。有網友將沒有配備槍枝的日軍輜重特務兵不計入日軍部隊中，或推斷其為朝鮮勞工，均與事實有出入（因無相關日文資料證實）。
從以上日軍資料中可看出，此支日軍的戰鬥人員和武器配備情況是：15名騎兵配備15支騎槍（騎槍的槍身比步槍短，較輕便適於騎兵使用，但精度和威力不及步槍，不過也可劃入步槍一類）；52名戰鬥步兵中，40名配備40支步槍，8名使用2支輕機槍（日軍1挺輕機槍配4人：指揮員、射手、2名攜帶彈藥的副射手）、4名使用2支擲彈筒（每支擲彈筒由2人使用）。日軍的步兵小隊，標準編制為54人（一般為50－70人），下轄1個輕機槍組（2挺輕機槍）、1個擲彈筒組（2個擲彈筒）和2個步槍組（每組20名步槍兵）。由此可見，擔任護衛的高橋小隊（第12中隊第小隊）有49人已接近滿員（如算上4名傷愈的步槍兵則完全滿編），作為自動火器和重火器的輕機槍與擲彈筒則全部配齊（擲彈筒是日軍特有的裝備，類似於小型迫擊炮，其結構是一節底部封閉的圓筒後接一段鋼管用於握持，鋼管底部再鉸接一底座，類似迫擊炮的座鈑，發射微型榴彈，無支架及瞄準具，主要用來填補迫擊炮與手榴彈之間的支援火力空白，作為一種單兵面殺傷武器普遍裝備日軍），加上15名騎兵和2名軍官，全部戰鬥兵員為69名。
9月25日早晨6時半左右，這股敵人在蔡家峪露頭了，7時左右開始完全進入八路軍344旅第687團的伏擊陣地。日軍的行進順序是：最前面為第5師團情報參謀橋本順正中佐乘坐的小型木炭汽車，後面依次為第3小隊的步兵、大小行李隊（輜重特務兵照顧的馬拉大車隊）、15名騎兵。
這路日軍在雨後濕滑的小道上行動不便，大車無法行走，日軍紛紛下馬推車。7時許八路軍687團發動猛烈襲擊。關於戰鬥發起時間，日本人有不同說法，認為在上午10時左右。據臼井勝美著《中日戰爭》一書（1967年5月25日，由中央公論社印行）第13卷第120頁記載：「上午10時許，輜重隊通過東河南，進入兩側約10米高的山崖隘道，續向3公里外的蔡家峪前進。」但據參戰的687團3營9連的副連長郭春林、2營8連的連長王化堂等回憶，戰鬥開始時間都在7時左右。至下午1時許，687團全殲了日軍這支輜重部隊，297名日軍被擊斃294名，只有3名傷兵僥倖逃生（後被救走）。687團傷亡200多名，副團長田守堯受傷。據日本原《每日新聞》隨軍記者益川所著的《大陸舞台上的中日死戰》（在《丸》雜誌上連載）記載：「林彪的部隊在通路兩側的山崖上等待埋伏，攻擊發起後手榴彈步槍齊發，無武裝但多乘馬的大行李首先遭到痛擊全部潰滅。橋本參謀，高橋少尉等指揮衛隊奮力迎戰，結果全員戰死。」
下午3時，靈丘來援之敵(第42聯隊第5步兵中隊)在飛機掩護下（據我軍有關資料，日機有2架、6架之說）反覆攻擊蔡家峪隘口陣地，被687團2個營兵力擊退。687團肅清殘敵和擊退靈丘援敵後調整部署，1營原地繼續監視靈丘之敵，2營前往支援685團在老爺廟的戰鬥，3營移至白崖台南側之黃土嘴地域待命。
關於687團在蔡家峪全殲日軍輜重大車隊的資料不多，一個原因是該團的主要軍事指揮員如團長張紹東、參謀長蘭國清後來都投敵叛變了，副團長（當時不設政委）田守堯則在抗日戰爭中犧牲了，政治部主任崔田民未見其回憶錄，而副主任譚甫仁在文革中去世，估計也未留下回憶錄。1938年6月2日八路軍副總參謀長左權發電錶彰344旅指揮員，亦有「687團長田守堯，在平型關戰鬥中果敢機動，身先士卒，奮勇不顧，身負傷」的說法，證明687團確實投入了戰鬥且主要指揮員之一負傷。關於此戰，照朱德、彭德懷次日給南京蔣介石的電報，就是除殲滅日軍兵站汽車隊外，「另有一部約四五百人，馬數十匹均被我完全包圍，死不繳槍，故全部打死」（《朱彭關於平型關戰役大捷致南京大元帥蔣電》，1937年9月26日，國民政府軍令部戰史會檔案（廿五）3081）。
（四）日軍第6兵站汽車隊在老爺廟一帶被全殲
按照115師的原計劃，是以343旅的685、686團襲擊辛莊、關溝的日軍（當時並不知道日軍三浦支隊的野戰醫院和倉庫設在上址），就在我軍準備開始行動時，一支日軍汽車隊意外地闖入第685團的進攻集結地。於是，一場側後襲擊戰就變成一場經典的伏擊戰。
這支日軍汽車隊，就是日軍第6兵站汽車隊的本部及兵站汽車第90、91中隊，均於1937年8月25日在朝鮮釜山登陸，9月10日該部被配屬於第5師團。該部具體情況是：
本部，指揮官新莊淳中佐等官兵22人、汽車1輛；
兵站汽車第90中隊（中隊長矢島俊彥大尉），計官兵187名，汽車50輛；
兵站汽車第91中隊（中隊長中西次八少佐），計官兵183名，汽車50輛。
以上共計官兵392名，汽車101輛。士兵中戰鬥人員為步兵168名，工兵13名，通訊兵21名，輜重兵78名，合計280名。配備武器為38式步槍171支，38式騎槍78支，14式手槍31支，戰刀5把；非戰鬥員為輜重特務兵84名，衛生兵10名，配備刺刀（「短劍」）84把。另有18名軍官，估計均配備手槍和戰刀。
9月24日中午，這個第6兵站汽車隊就從第5師團司令部所在的蔚縣出發，傍晚抵達平型關前線為在此戰鬥的三浦支隊發放「彈藥糧秣」。三浦支隊長鑑於衛生隊所在的關溝和野戰倉庫所在的辛莊離日軍前沿陣地（在東跑池一帶）比較遠，為了就近快速搶救傷員和補給，並以汽車隊的戰鬥人員替換部分野戰部隊擔任警戒任務，好讓三浦支隊的全部野戰部隊投入第一線等目的，在徵得新莊淳隊長的同意後就暫時留下了兵站汽車第90中隊的5輛汽車、官兵11名；兵站汽車第91中隊的20輛汽車、官兵128名；共留下汽車25輛，人員139名。其中兵站汽車第91中隊主力（包括中隊長中西次八少佐和該中隊的自衛小隊）留下來擔任關溝、辛莊的警戒。
25日凌晨4時，第5師團的師團長坂垣征四郎給三浦支隊長發來電報，祝賀其突破長城要隘，並為其增派1個步兵大隊投入前線，要求三浦支隊立即攻占平型關後的大營鎮。三浦支隊長非常高興，要求第6兵站汽車隊返回靈丘接運援兵前來前線，順便為支隊後送重傷員。有的史料稱三浦要求汽車隊回靈丘所接運的援兵為「大場步兵聯隊」。前面已經提到，在靈丘沒有日軍的步兵聯隊，所謂「大場步兵聯隊」是指隨師團長駐蔚縣的步兵第42聯隊（聯隊長大場四平大佐），但在靈丘有該聯隊的第2大隊。因此汽車隊所接運的援兵應為這個大隊。
25日上午8時30分，這支不滿員的第6兵站汽車隊從平型關返回靈丘途中抵達老爺廟附近時，不知什麼原因停了下來。那時687團在蔡家峪與日軍輜重行李部隊的戰鬥已經打響1個多小時，可能這支日軍已聽到了從那邊傳出的槍聲，正在猶豫中。據686團的團長李天佑回憶：「大概是由於公路泥濘不好走，幾十輛汽車在興莊（註：應為辛莊）至老爺廟之間停留下來。」此時八路軍部隊開始對其進行突擊。
進入包圍圈的日軍第6兵站汽車隊，因在平型關前線留下了汽車25輛，人員139名，所以只剩下汽車76輛，人員253名。其中，本部有新莊淳中佐等22人，汽車1輛；兵站汽車第90中隊有汽車45輛，人員176名；兵站汽車第91中隊有汽車30輛，人員55名。這樣，兵站汽車第91中隊只有30%的人員進入伏擊圈，所以遭伏擊的日軍以兵站汽車第90中隊為主（也不滿員），這就是《中國事變陸軍作戰史》第1卷第2冊52頁提到的這次遭伏擊的只有1個兵站汽車中隊的由來。由於三浦支隊長目的是以汽車隊的戰鬥人員替換野戰部隊擔任警戒任務，故留下的139人應以戰鬥人員為主，如兵站汽車第91中隊的自衛小隊就被全部留下，這樣第6兵站汽車隊擁有的249支步騎槍估計有100支被留下，進入伏擊圈的汽車隊擁有步槍約為150支左右，且沒有機槍、擲彈筒等重火器。加上擁有手槍的軍官、工兵、通訊兵，這支日軍的戰鬥人員不會超過200名。
以兵站汽車第90中隊為例，下轄3個汽車小隊，1個修理班、1個行李班和1個自衛小隊，結合《聶榮臻回憶錄》中提到的「車上坐滿了戴著鋼盔的日本兵」等說法，應系指日軍自衛小隊等步兵和輜重兵。至於汽車隊還有後送的重傷員，估計人數也不多。9月23－24日第21聯隊第3大隊在平型關前作戰中受傷80人，亡22人，輕傷者仍留置衛生隊現場救治，重傷者才用車送回。目前能確定的是這支日軍人數為253名，上限不會超過300名。
投入伏擊戰的八路軍685、686團的人員在4000人以上，擁有十幾倍的絕對優勢。戰鬥打響後，日軍一度慌亂，但日軍畢竟訓練有素，遭襲擊後立即從車上跳下來，依託汽車、壕溝射擊，很快就恢復了指揮系統，還組織反攻，居然奪取了至關重要的老爺廟高地。685、686團協同，687團第2營從側面支援（據687團2營6連的老戰士楊士梅回憶，從聶榮臻副師長那裡受領了從側面向老爺廟高地衝擊的任務。戰鬥中該連傷亡60多人，8連也犧牲20多人，所以687團2營確實又投入了老爺廟的戰鬥），至黃昏將被圍日軍253名全部殲滅。學者楊奎松判斷這支日軍有相當部分突圍，因為2名中隊長矢島俊彥大尉和中西次八少佐均未陣亡，而按照當時日本軍隊的規則，軍官是不可以在戰場上不顧部隊而擅自後撤的。不過日軍這2名中隊長，當時都不在伏擊圈內。前面已提到，中西次八少佐指揮汽車隊的139人留在了平型關前線，而矢島俊彥大尉之前因急性胃炎入院，由自衛小隊的小隊長岸本勤少尉代理中隊長。
（五）日軍第21聯隊第3大隊的解圍戰鬥
戰鬥當天上午11時左右，正在擔任平型關正面進攻作戰的日軍第3大隊已得知汽車隊遭到伏擊，遂立即出動第9步兵中隊（欠1個小隊）、第10步兵中隊（欠1個小隊）、第11步兵中隊（欠2個小隊）和第12機槍中隊前往救援（參見步21會：《濱田聯隊史》，日本（未見出版單位）1973年11月版，第97－104頁；兒島襄著：《日中戰爭》，日本文藝春秋社1984年版，第122－125頁）。日軍1個步兵中隊的標準編制為181人（一般在180－250人之間），轄3個小隊；機槍中隊編制174人，有12挺重機槍。該股日軍乘坐第6兵站汽車隊留下的汽車緊急輸送，大致沿辛莊公路（這是捷徑）前往老爺廟一帶。據《濱田聯隊史》記載：「汽車一過關溝村即與敵遭遇……敵人以迫擊炮、重機槍猛烈射擊，兵力看來也比我方多十幾倍。尤其吉川中隊（第10中隊）正面之敵舉起軍旗、吹起軍號，士兵各自扔出手榴彈，反撲過來。我方寡不敵眾而毫無辦法。」日軍援兵系遭八路軍685團3營的阻擊，被擊退，只好又退回溝口。
26日，日軍援軍主力又回到正面攻擊作戰中（奪取1930高地的作戰），留在溝口的只有第9中隊（龍澤中隊）2個小隊殘兵共54人，負責保護衛生隊，至28日早上才小心翼翼地派出40人進入溝內，恰好增援平型關的第42聯隊部隊，當天也派隊進溝搜索。這一天日軍作戰部隊才見到慘狀，並作出報告：
「9月28日，龍澤中隊得到友軍的支援後，勇氣百倍再次繼續前進，此時遇到意外情景，剎那間所有人員嚇得停步不前。冷靜下來看時，才知道行進中的汽車聯隊已遭到突襲全部被殲滅，100餘輛汽車慘遭燒毀，每隔約20米，就倒著一輛汽車殘骸。公路上有新莊中佐等無數陣亡者，及被燒焦躺在駕駛室里的屍體，一片慘狀，目不忍睹（註：這是新莊淳中佐的第6兵站汽車隊被殲的情形）。」
「龍澤中隊開始前進，到達嶺上。從嶺上向峽谷看，輜重車輛隊不是也全部覆沒了？公路上不是被輜重車輛，層層疊疊的人馬的屍體堵塞著了嗎？這正是粟飯原秀部隊（註：指第21聯隊）的大行李隊及山口（註：第42聯隊第2大隊）、中島（註：第11聯隊第1大隊）兩個大隊的大小行李隊遭到覆沒，宛如地獄圖畫的悲慘情景（註：這是橋本順正中佐的輜重大車隊被殲的情形）。」
龍澤中隊隨即在此收容了3名傷兵，清理了戰場。
根據日軍第3大隊的戰報，9月25日當天，第9中隊6死21傷，第10中隊4死5傷，第11中隊3死31傷，第12中隊25死3傷。合計第3大隊當天的死傷人數為98人（《濱田聯隊史》，第115－117頁），其中陣亡38人。而9月25日這天凌晨3時30分，日軍第3大隊第9、10中隊等部向平型關正面的國民黨軍17軍發動了夜襲，一舉占領了團城口附近靠近東跑池的某高地（日軍稱為石山高地），然而日軍損失不小，「（第10中隊）石上中隊長負重傷，吉川少尉代為指揮中隊」。「龍澤（第9中隊）、石上（第10中隊）、橘（第12機槍中隊）3個中隊在連日激戰中傷亡相當嚴重，武器彈藥也大量消耗，大隊為此急忙著手休整部隊。」所以25日凌晨日軍第3大隊在偷襲戰中應遭到一定損失（包括1名中隊長重傷），故參加解圍戰鬥被擊斃的人員估計不超過30人。
（六）平型關戰鬥日軍損失情況的考證
綜上所述，在平型關遭到八路軍伏擊的日軍，主要是日軍輜重隊和汽車隊，並非戰鬥部隊。關於此點，參戰的115師685團戰鬥詳報即有明確的說法。它指出：「此次敵參加作戰部隊為第五師團之二十一旅團（十九聯隊二十聯隊）輸卒隊及少數機械車隊，均歸二十一旅團長指揮」。（《（六八五團）平型關戰鬥詳報》，1937年10月12日）。但是，應當看到的是，八路軍此次作戰，也進行了相當時間的阻擊作戰（非殲滅戰或伏擊戰）。其作戰對象，是日軍的戰鬥部隊，即前來援救的日軍第5師團第21旅團第21聯隊第3大隊等。所以八路軍此次作戰的對象中有日軍野戰部隊也並不為過。但籠統地說八路軍在平型關戰鬥中殲滅「第二十一旅團第二十一聯隊第三大隊和輜重部隊一部」，容易給人以八路軍以殲滅日軍戰鬥部隊為主的印象，這卻並不準確，因為第3大隊是解圍部隊，並不在伏擊圈內，遭到伏擊的只是日軍後勤輜重部隊。 綜合中日雙方有關史料，平型關戰鬥分兩個戰場，其中687團在蔡家峪全殲日軍輜重行李隊，擊斃日軍294人；685、686團在老爺廟全殲日軍汽車隊，擊斃日軍253名。以上合計擊斃日軍547名。這是可以確定的伏擊戰擊斃日軍的精確數字。至於日軍解圍部隊的傷亡，日軍第21聯隊第3大隊9月25日共傷亡98人（死亡38人，受傷60人），但因當日凌晨第3大隊曾偷襲國民黨軍防守的高地遭到一定傷亡，估計其在解圍戰鬥中死亡人數不超過30人。至於從靈丘出援的第42聯隊第5步兵中隊，估計傷亡也不大。如算上日軍被伏擊的兵站汽車隊上運載的數量不明的重傷員（也不會多），綜合判斷平型關戰鬥擊斃日軍應不超過600名，日軍傷亡總數應在700人以下。朱德在1937年底公開發表的著作中曾明確講：此次戰鬥「他們（指日軍）死了五百人」（毛澤東、朱德：《八路軍的戰略和戰術》，上海生活出版社1938年版，第36頁）。90年代內地一些著作稱此戰擊斃日軍500－600名是準確的。
此戰八路軍685團傷亡223人（《（六八五團）平型關戰鬥詳報》），686團傷亡286人（《38軍抗日戰爭戰史》、《中國人民解放軍步兵第四十七師師史》），687團傷亡200多人，合計約700人，但也有我軍傷亡800－900人的說法（主要是687團傷亡數字不準確）。據解放軍權威戰史專家、國防大學戰略研究部教授徐焰2005年7月作客人民網強國論壇就抗戰問題答問時稱：此戰八路軍系居高臨下實行伏擊，卻傷亡800人，還多是經過萬里長征的老骨幹。由此可見，此戰我軍傷亡總數高於日軍，但陣亡數應遠少於日軍（因系打殲滅戰）。不過這也與被伏擊日軍主要是後勤部隊而非戰鬥部隊有關（如上述，兩處被伏擊的日軍中戰鬥兵員合計大概在250－300人之間）。
至於此戰宣稱的繳獲，對照日軍資料也可看出明顯誇大。目前我方所見關於平型關戰鬥繳獲情況的說法主要有這樣三種：一是《抗日戰爭時期的中國人民解放軍》一書中的說法，即「毀汽車100餘輛，大車200餘輛，繳獲野炮1門，輕重機槍20餘挺，步槍1000餘支，擲彈筒20餘個，戰馬53匹，以及其他軍用品無數，僅大衣一項，給我師官兵各發一件還有餘。」此後如《聶榮臻回憶錄》，以及《中國人民解放軍六十年大事記》等，都持此說。只是它們多半沒有具體提到繳獲野炮、擲彈筒和馬匹的數量。二是《中國抗日戰爭史稿》等書中的說法，稱「毀敵汽車80餘輛，繳敵92式野炮1門，輕重機槍20多挺，步槍300餘支，摩托車3輛，擲彈筒20多個，炮彈二、三百箱，戰馬53匹，日幣30萬元，另有大量軍用物品，單是軍用大衣，就足夠我師每人一件」。三是《中國抗日戰爭史》稱「擊毀汽車100餘輛，馬車200餘輛，繳獲步槍1000餘支，機槍20餘挺，火炮1門，以及大批軍用物資。」
對照上述日軍資料，此戰擊毀日軍汽車準確數字應為77輛（第6兵站汽車隊的76輛和輜重行李隊指揮官橋本中佐的小汽車）。日軍輜重行李隊裝載物資的大車為149輛，馬匹（含騎兵的）為170匹，估計有一部分被我完整繳獲，但所謂擊毀大車200多輛系誇大、所謂繳獲大衣1.5萬件，「單是軍用大衣，就足夠我師每人一件」，查日軍兵站汽車隊已為前線的三浦支隊補給完畢，應為空車返回；輜重行李隊為三浦支隊運送的大衣，不會超過5000件（因三浦支隊為4個步兵大隊）。至於「繳獲野炮1門，輕重機槍20餘挺，步槍1000餘支，擲彈筒20餘個」，如上述，被伏擊的日軍根本沒有裝備火炮。日軍1個步兵大隊編制內有2門92式70毫米步兵炮，日軍第3大隊應用於正面攻堅平型關，解圍部隊未提到有火炮配合，就算有此次為日軍進攻作戰，我軍應沒有繳獲其火炮的機會。至於機槍、擲彈筒等自動武器和重火器，如上述，遭伏擊的第6兵站汽車隊的戰鬥人員只有步騎槍，而輜重行李隊的護衛小隊僅有輕機槍2挺、擲彈筒2個，應全部被繳獲，但我軍宣傳戰果也均誇大十倍。至於繳獲步槍1000多支還是300支均屬誇大，如上述輜重行李隊有步騎槍55支，第6兵站汽車隊有步騎槍約150支，合計在200支左右。而日軍步兵在陷於絕境時往往毀壞步槍（因步槍上有菊花徽章，是天皇的象徵），我軍參戰人員也提到日本兵臨死還要把武器砸毀（參見李天佑：《首戰平型關》，《八路軍（回憶史料）》，第211頁），所以繳獲的完整步槍更少。戰鬥發生五年之後，1942年12月18日，八路軍副總指揮彭德懷（時彭在黨內接替楊尚昆出任中共中央北方局書記）在太行區營級及縣級以上幹部會議上，作了「關於華北根據地工作的報告」，他說：「關於群眾游擊戰，是從平型關戰鬥之後，更加認識到其重要性。平型關是一次完全的伏擊戰，是敵人事前完全沒有想到的，但是結果我們沒有能俘獲一個活日本兵，只繳到不上一百條的完整步槍。」（中共中央華中局宣傳部1943年8月20日出版之黨內刊物《真理》第十四期）。
綜上所述，整個平型關戰鬥中，八路軍第115師只繳獲了日軍不到100支完整的步槍、2挺輕機槍、2個擲彈筒，以及大衣數千件，此外還有部分馬匹、彈藥、糧草等物資。
還必須看到，八路軍平型關戰鬥，只是第2戰區組織的平型關戰役的組成部分。八路軍作為當時第2戰區指揮下的一支機動部隊，此次是根據戰區指令採取的配合行動。即在國民黨軍正面抵抗的情況下，按照戰區要求，從敵之側背進行包抄作戰。不料部隊秘密進入預設陣地之後，竟發現日軍汽車隊和輜重隊同時進入部隊作戰範圍。因此，原本旨在襲擊向平型關進攻的日軍主力的作戰，瞬間變成了殲滅日軍補給部隊的伏擊戰。平型關正面的國民黨軍也進行了反擊作戰。據日軍戰報，9月25日傍晚，國民黨軍已經大舉插入團城口以東日軍新奪取之高地與關溝日軍第3大隊之間，因此三浦敏事不得不急令第3大隊主力放棄增援被伏汽車隊，掉頭回防。可惜，八路軍115師並不了解這一情況，當晚即開始部署脫離戰場，次日凌晨已撤出戰鬥，沒有能利用日軍第3大隊主力回防之際再襲三浦支隊在關溝的衛生隊（只有54名戰鬥人員護衛）以及辛莊的野戰倉庫，喪失了擴大戰果和與國民黨軍配合作戰的一次重要機會。而因為日軍增援部隊很快運到，國民黨守軍遭到日軍的大舉圍攻，陷於苦戰。幾天後，平型關最終失守。整個平型關戰役從9月22日開始至9月30日結束，歷時8天，第2戰區正面防守投入了將近15萬人，日軍進攻兵力前後總計3萬餘人，結果國民黨軍傷亡4萬餘人，日軍傷亡8562人（包括八路軍平型關戰鬥以及關東軍「蒙疆兵團」的損失在內），為國民黨軍的1/5。
八路軍展示戰利品
平型關戰役中，正面作戰的國軍士兵正與日軍肉搏。
摘自《漢魂》
