9月底，日军为了实现迅速夺取华北的战略企图，在平型关战役结束后就调集由板垣率第5师团和关东军一部突破中国军队内长城防线后，向忻口进犯。日军参加忻口会战的兵力共约3个师团，7万余人，并配有350多门大炮，150多辆坦克和300架飞机。
为确保山西要地，蒋介石令卫立煌率第14集团军4个半师从河北星夜驰援忻口，任卫立煌为前敌总指挥，组织忻口会战。10月5日，阎锡山召集卫立煌、黄绍竑、杨爱源、傅作义等研究晋北防御战的兵力部署，周恩来也应邀参加，会议针对日军从平型关、雁门关、阳方口三路南犯的态势，把入晋作战的各路大军统筹划分为中央军、左翼军、右翼军和总预备军，拟从10日开始，协同攻击前进，乘敌立脚未稳，迅速击破。
中央集团由卫立煌任总司令，辖第14集团军、第15军、第17军、第19军、第196旅、炮兵27团(第4、第6连)，除令第19军三个旅在崞县、第196旅在原平镇固守外，其余拟以一部占领蔡家岗、灵山、界河铺、南怀化、大白水至82高地，以另一部在中解村、阳明堡、虑头山、黑峪村之线占领阵地。
右翼集团军由朱德指挥，率领第18集团军（欠120师）、第73师(附炮兵1营)、第101师(附炮兵1营)及新编第2师，在五台山、罗圈沟、军马场、翠岩峰、挂月峰迄峨口、峪口之线占领阵地。
左翼集团军归杨爱源总司令指挥，率第68师、第71师，第120师及独立第7旅、炮，23团(第3营)、炮24团(第3营)、炮28团(第3营)在黑峪村迄阳方口之线占领阵地。
总预备军归傅作义总司令指挥，率第34军(欠196旅)、第35军、第61军、第66师及独立第1旅、独立第3旅，于忻县、定襄一带策应各方。
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