1937年9月25日八路军115师伏击日军第5师团一部的平型关战斗，被称为“中国抗战以来的第一个大胜仗。”历来倍受史学界重视。然而我们对该战斗的宣传和叙述，就出现前后矛盾的说法。歼灭日军的部队番号，从1个精锐旅团下降到1个大队和辎重部队；歼灭日军的人数，从一万、后五千，又下降到三千、最后一千。但是根据日本史料考证，平型关战斗伏击的为日军第五师团的后勤运输队，击毙日军官兵547人，其中配备枪支的掩护部队230人左右，不配备武器的司机马夫装卸工(一说是朝鲜劳工)共320人左右。缴获汽车马车军大衣及100只左右完整的步枪。此战115师伤亡一千余人左右。

　　平型关一战是1937年9月25日爆发的，第二天，即9月26日上午，毛泽东接到捷报后，当即草拟了战报，并以八路军参谋处名义致电中国政府军委会等报捷，全国各大报纷纷转载：“九月廿五日，我八路军在晋北平型关与敌万余激战，反复冲锋，我军奋勉无前，将进攻之敌全部击溃。所有平型关以北之辛庄、关沙、东跑池一带阵地，完全夺取。敌官兵被击毙者，尸横山野，一部被俘虏缴械，获汽车、坦克车、枪炮及其他军用品甚多，正在清查中。现残敌溃退至小赛村，我四面包围中。八路军参谋处。宥（注：指9月26日）。”
　　26日中午11时，毛泽东在给朱德、彭德怀等人的电报中说明：“已用八路军参谋处名义用有线电、无线电发出简单捷报，只说将敌万余击溃，击毙甚多，一部俘虏，车辆枪炮缴获甚多，正清查中等语。”毛并提出：“关于缴获数目对国民党政府不可夸大，但对老百姓宣传可增数字，是否可说俘虏千余人，汽车八十余辆，坦克五辆，炮三门，炮弹三千发，请酌定见告，以为口径统一”。（《毛泽东致朱彭任并告林聂电》，1937年9月26日）。
　　由于这时朱、彭已将战果上报南京蒋介石和阎锡山，内容仍然是“缴获汽车六十余辆，小摩托车三辆，外炮一门，炮弹二千余发”，“俘虏敌官兵三百余名，另有敌一部约四五百人，马数十匹被我完全包围，死不缴械，故全部打死”等，故对毛泽东把击敌数扩大到万余，且声称俘虏千余等，他们显然认为不妥。接电后，朱、彭两人当晚即联名复电提出：“昨天的胜利对国民党、对外宣传，我们意见不必扩大，以我们本日致蒋阎电为好。”（《朱彭致毛泽东并告林聂电》，1937年9月26日）。
　　但是，正如毛电已经说到的，由其亲拟的捷报早已发出，只是因为缴获问题要和前方统一口径，故才去电朱、彭商量，此一说法已难以收回了。结果，中共方面当天在给南京当局的电报中就出现了延安和前总两个内容大相径庭的平型关战斗捷报，而中共方面乃至于各方报纸上，自然也都是以毛泽东的捷报为准。所谓平型关一战歼敌万余的说法，即由此而来。
　　而1937年11月20日由中共中央所属的抗战出版社发行的《第八路军》一书是这样报导的：“二十五号那天，敌人著名的板垣师团的第十和二十二联队，进入平型关战毕，我军俘获敌人一千余人，敌伤亡在五千以上，我军又夺得坦克车、装甲车及马车共七十四辆 。”
　　80年代前的中国历史书，将歼敌数字再改为三千人。普遍的描述是：“九月二十五日，天色微明，日军进攻平型关的兵力部属已隐约可见。这时板垣第五师团第二十一旅团约四千人，一百余辆汽车，两百余辆大车，走入我们的伏击圈内，大约五时半光景，战斗开始了。在这次战斗中，歼灭日军三千多，毁汽车一百多辆，大车二百辆，缴获九三式野炮一门，轻重机枪二十多挺，步枪一千多支，掷弹筒二十多个，战马五十三匹，日币三十万元，棉大衣一万五千多件，其余军用食品无数。单是日本大衣，就够一一五师每人一件。我军伤亡近千人。”
　　90年代中期后，中国历史书再次修改歼敌数字改为一千人：“此役一一五师共击毙日军精锐第五师第二十一旅1000余人，击毁汽车100余辆，马车200余辆，缴获步枪1000余支，机枪20余挺，火炮1门，以及大批军用物资。”（军事科学院军事历史研究部著：《中国抗日战争史》，中卷，解放军出版社1994年版，第39－40页）。
　　
由此可以看到平型关大捷歼敌数字逐渐缩小的脉络，主要有几处大修改：
　　(1)歼灭的日军部队，从“第二十一旅团主力”改为“二十一旅团第二十一联队第三大队和辎重部队”。
　　(2) 日军损失，从“与敌万余人激战”、“敌伤亡在五千以上”，到“歼敌三千，毁汽车一百多辆，大车二百辆”再到“歼敌一千多人，缴获步枪一千多支，毁汽车一百余辆”。
　　90年代有的著作，歼敌数字复又改为500余人、600人。
　　
然而根据日本史料考证，平型关战斗，八路军歼灭的日军是第5师团后勤部队（日军称为辎重、兵站部队），击毙日军数为547人，包括2名营级军官。 据日本史料记载，平型关战斗，日军第5师团遭伏击的是从前线灵丘回来的兵站汽车1个中队，以及开往前线的第21联队“大行李”和护卫的1个小队（日本防卫厅防卫研究所战史室：《中国事变陆军作战史》，第1卷第2册52页）。所以平型关战斗，八路军伏击的是两路对进的日军小部队！两路日军先后进入包围圈而遭八路军分别包围，均被全歼（本文只探讨平型关伏击战，至于外围战斗如腰站战斗等则不在本文讨论之列）。现将有关问题考证如下：

　　（一）平型关战斗的战前形势
　　据有关资料记载平型关地域的地理形势：“平型关位于恒山、太行山两大山脉的交接处。两山夹谷中纵贯一条大道——蔚代公路。公路从灵丘城伸出，沿唐河河谷西行20公里经东河南镇，在蔡家峪村脱开河谷，转向西南平型关山区；再前行2公里，从小寨村入狭沟，至老爷庙出口，全长4公里，沟深10一30米，宽10—20米。沟左侧（西北面）是高山，势如陡壁；沟右侧（东南面）状如刀削，上沿与沟壑平行是一带形平地。沟的出口处，左侧山势平缓，老爷庙旁山面沟，距出口处约40米。右侧是一片不大的开阔地。行进方向200米处是交叉沟谷：沿南沟前行1公里至关沟村开始上山，再前行3公里就是平型关。此沟车辆不能通行，公路则沿西沟而上，前行l公里至辛庄攀山，再前行3公里至跑池村而达山巅，这里是平型关北侧要隘。” 第2战区司令长官阎锡山深知平型关的战略地位，过了此关便是开阔的滹沱河谷，要想设防只有后退150公里到忻口方能立足。阎锡山先后集结11个军共15万人的兵力准备依险据守平型关，与日军在关前决战。阎锡山决定八路军第115师守卫平型关以东地区，担任侧翼防御任务。可见，八路军115师发起的平型关战斗是第2战区组织的平型关战役其中的一部分。

进攻平型关的日军为第5师团，是日本陆军最精锐的师团之一，为常设四单位制挽马师团，师团长坂垣征四郎中将，编制2.5万人，因战斗损耗实到37年九月有人员2.2万人，步兵战斗部队下辖第9旅团（下辖第11、41联队）、第21旅团（下辖第21、42联队）。此时第9旅团主力（第41联队全部和第11联队2个步兵大队，共5个步兵大队）配属炮兵、工兵等特种兵一部组成国崎支队（支队长为第9旅团的旅团长国崎登少将），进攻河北省会保定（后转到华东进攻上海、南京，长期脱离第5师团战斗序列），故第5师团投入平型关战役的兵力约为1.5万人左右，共7个步兵大队，分布是：第5师团司令部与直属部队、第42联队主力（2个步兵大队）进驻蔚县，第21联队第1、2步兵大队9月16日占领浑源（广灵以西），第21旅团率第11联队第1步兵大队、第21联队第3步兵大队于9月20日占领灵丘（广灵以南40公里），第42联队第2步兵大队也进至灵丘作为预备队。加上沿同蒲路南下的日本关东军“蒙疆兵团”，日军投入平型关战役的部队在3万人以上。
　
精通用兵之道和熟悉地形的日军名将坂垣征四郎，为避开国民党军重兵设防、地势异常险要的关前重地，派遣第21联队（联队长粟饭原秀大佐）第1、2步兵大队于9月21日自浑源南下，翻越海拔2047米、状如剑锋的大尖山，绕过中国军队阵地抵达平型关左侧背后。这支奇兵的突然出现，使关前中国守军惊恐万状，仓皇后撤，将险峻的关前要地全部放弃。日军第21联队趁夜向国军第17军防守的团城口、鹞子涧、东西跑池一带的阵地袭击，第17军退往大营镇以北。日军遂占领了团城口一带2公里长的长城要塞，将中国军队平型关防线撕开了一个缺口。日军第21联队在内长城上欢呼胜利，与此同时，朝平型关正面推进的日军第21旅团的旅团长三浦敏事少将率领第11联队第1步兵大队与第21联队第3步兵大队前进到东西跑池一带阵地，一并指挥第21联队组成三浦支队，向平型关正面发起攻击。支队的卫生队（负责临时救治伤员）设在关沟，野战仓库则设在辛庄。第21旅团的后勤辎重部队和第42联队第2大队则留在灵丘。这样一来，进攻平型关的日军野战部队与后方基地灵丘间出现了一个长达30公里的真空地带，中日双方都没有一兵一卒。

　　（二）八路军115师的兵力部署
　　八路军第115师师长林彪决定在这里大做文章，将师主力部署在平型关东北关沟至东河南村长约13公里的公路两侧高地，从侧后攻击关沟、辛庄的日军。部队从9月24日深夜出发，因天降暴雨，第344旅388团为山洪所阻，未能及时赶到，至黎明时进入阵地的只有3个团。115师为此调整部署，以343旅（旅长陈光）685团（团长杨得志，副团长陈正湘）占领关沟至老爷庙以东高地，担任对关沟、辛庄日军的主攻；343旅686团（团长李天佑，副团长杨勇）占领小寨至老爷庙以东高地，负责支援685团；344旅（旅长徐海东）687团（团长张绍东，副团长田守尧）占领西沟村、蔡家峪、东河南村以南高地，负责对灵丘方向的警戒；344旅688团为师预备队，部署在东长城地域。由此部署可见，115师的部署是以343旅685、686团为主力，对进攻平型关的日军侧后关沟、辛庄进行攻击，配合平型关正面防御的中国军队。但是，由于两支日军后勤辎重部队意外闯入115师的集结阵地，115师当即对其进行伏击，从而将一场事先计划的侧后袭击战变成了一场经典伏击战，这也证明了林彪善于随机应变捕捉战机的军事才华。

我军战史一贯说法，此次作战被伏击的日军是从灵丘由东向西浩浩荡荡开进的第21旅团后续部队，乘汽车100余辆和辎重大车200余辆。按照聂荣臻（时任115师的副师长）回忆，此战八路军投入战斗兵力只有2个团：“平型关伏击只使用了杨得志、陈正湘同志率领的六八五团和由李天佑、杨勇同志率领的六八六团。”（《聂荣臻回忆录》，解放军出版社1985年版，中册第352－353页），作战地域也只有一处，即小寨村、老爷庙、辛庄一线山谷。但是根据军事科学院出版的《中国抗日战争史》（中卷）中的说法，参战部队为3个团，战斗地域也有两处，即八路军685、686团在老爷庙一带伏击了日军先头的汽车部队，687团则在蔡家峪截住了其后尾的辎重大车部队，分两个战场将该部日军歼灭（军事科学院军事历史研究部著：《中国抗日战争史》（中卷），解放军出版社1994年版，第39－40页）。后一说法已相当接近史实，但仍然还有错误之处。

根据日本资料考证，此战被伏击的日军，并非只有灵丘西进的一路，而是相对前进的两支后勤部队：即从灵丘由东向西开向平型关的辎重大车队（大行李队），以及从平型关前线返回灵丘由西向东开的汽车队（第6兵站汽车队）。所以，进入八路军115师集结地域遭受伏击的日军，是从两个入口来的，分属两个部队！结合我军史料，战斗实际情况应为：687团在在蔡家峪截住了灵丘开来的日军辎重大车队，首先打响战斗；685、686团则在老爷庙一带伏击了从平型关前线返回的日军兵站汽车队；687团在蔡家峪歼灭日军辎重大车队后，派出了1个营的兵力又加入老爷庙围歼日军汽车队的战斗；战斗中687团在蔡家峪至西沟村之间对灵丘来援的日军1个步兵中队、685团在辛庄东南对从平型关前线回援的日军4个中队兵力又分别进行了阻击作战。所以我们以往战史中关于我军参战部队、作战地域和战斗发起、结束时间莫衷一是，就是与日军从两个方向相对而进、战斗分两个作战地域有关。至于某些网友考证的两路日军曾经相遇、因错车导致队形混乱而遭我军趁乱攻击，也不符合史实。详情如下：
　　
（三）日军三浦支队的辎重行李队在蔡家峪被歼灭
　　根据八路军115师师部的部署，344旅687团在蔡家峪地区担任警戒任务，以便于主攻部队343旅第685、686团能顺利地配合友军侧击关沟、辛庄一线的日军。9月25日拂晓前，根据徐海东旅长命令，687团1营占领东河南镇以东公路两侧高地；2营占领1245.8高地；3营占领1466高地及其以南侧高地隐蔽。687团由于战线长，团部分设两个指挥所：旅长徐海东和团长张绍东在小寨村龙王庙指挥战斗；副团长田守尧负责1245.8高地方面的指挥。
　　日军这边，由于9月19日中秋节晋东北一带普降大雪，加上24日晚的暴雨增加了寒气，因此在平型关前线作战的三浦支队长向驻蔚县的第5师团司令部发出了“天雨变冷，急需补给”的报告（日本一些资料误将此份报告当作平型关前线的第21联队给灵丘的第21旅团部的报告），第5师团部立即命令辎重兵第5联队第2中队将师团库存的军大衣和粮食、弹药交付给留在灵丘的三浦支队后勤部队，由其补给三浦支队(其实当天中午师团的兵站汽车队就已出发给平型关前线的三浦支队运去了一些给养)，同时命师团情报参谋桥本顺正中佐去平型关前线执行联络任务，并从师团司令部护卫中队（第21联队第12步兵中队，中队长神代庄吉大尉）中抽出1个小队（第3小队，小队长高桥义夫少尉）担任桥本的护送部队。这支混成部队到达灵丘交付了军大衣、粮食、弹药后，辎重兵第5联队第2中队即返回蔚县，而桥本顺正中佐则率领护卫小队和留在灵丘的三浦支队后勤部队由灵丘西行平型关。这支部队是由以下单位组成：
　　步兵第21联队的大行李，计官兵97名，马65匹；
　　步兵第11联队第1大队的大小行李，计官兵76名，马54匹；
　　步兵第42联队第2大队的大小行李，计官兵70名，马50匹；
　　担任护卫的步兵第21联队第12中队第3小队，计官兵49名；
　　步兵第21联队伤愈士兵4名。
　　加上桥本中佐，以上共计官兵297名，骑兵乘马16匹，拖大车的挽马154匹，装运物资的大车有149辆（我军资料称200辆，相去不远）。
　　此支辎重部队的战斗人员为辎重兵15名（全为骑兵，编制在行李队内），步兵52名（含第3小队的48名士兵和第21联队的4名伤愈士兵），有38式步枪40支，38式骑枪15支，掷弹筒2具，轻机枪2挺。指挥官桥本中佐和小队长高桥少尉各有手枪1支，战刀1把；非战斗人员为辎重特务兵228名，有刺刀（日文为“短剑”）228把。
　　这里必须解释清楚所谓的“辎重兵、辎重特务兵、大行李、小行李”等日本军语。按日本军语原文：
　　“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。”
　　大致翻译为：“辎重兵、辎重特务兵、大行李、小行李均是指运输战斗所必需弹药与粮草的士兵。辎重兵联队为师团直辖，大行李、小行李则是指大队以上部队里运输物资的部队。运输弹药等与战斗直接相关的部队为小行李，运输粮草等与战斗无直接关系的部队为大行李。另外在辎重兵的管理下照看马匹的士兵被称为辎重特务兵或特务兵，原先也被称为辎重输卒。”
　　所以桥本率领的这支日军辎重部队，小行李队运送弹药，大行李队运送粮草，大小行李队中的辎重兵为骑兵（配备骑枪担任护卫），辎重特务兵照看马匹（只配备冷兵器），以上全为日军正规的现役官兵。有网友将没有配备枪支的日军辎重特务兵不计入日军部队中，或推断其为朝鲜劳工，均与事实有出入（因无相关日文资料证实）。
　　从以上日军资料中可看出，此支日军的战斗人员和武器配备情况是：15名骑兵配备15支骑枪（骑枪的枪身比步枪短，较轻便适于骑兵使用，但精度和威力不及步枪，不过也可划入步枪一类）；52名战斗步兵中，40名配备40支步枪，8名使用2支轻机枪（日军1挺轻机枪配4人：指挥员、射手、2名携带弹药的副射手）、4名使用2支掷弹筒（每支掷弹筒由2人使用）。日军的步兵小队，标准编制为54人（一般为50－70人），下辖1个轻机枪组（2挺轻机枪）、1个掷弹筒组（2个掷弹筒）和2个步枪组（每组20名步枪兵）。由此可见，担任护卫的高桥小队（第12中队第小队）有49人已接近满员（如算上4名伤愈的步枪兵则完全满编），作为自动火器和重火器的轻机枪与掷弹筒则全部配齐（掷弹筒是日军特有的装备，类似于小型迫击炮，其结构是一节底部封闭的圆筒后接一段钢管用于握持，钢管底部再铰接一底座，类似迫击炮的座钣，发射微型榴弹，无支架及瞄准具，主要用来填补迫击炮与手榴弹之间的支援火力空白，作为一种单兵面杀伤武器普遍装备日军），加上15名骑兵和2名军官，全部战斗兵员为69名。
　　9月25日早晨6时半左右，这股敌人在蔡家峪露头了，7时左右开始完全进入八路军344旅第687团的伏击阵地。日军的行进顺序是：最前面为第5师团情报参谋桥本顺正中佐乘坐的小型木炭汽车，后面依次为第3小队的步兵、大小行李队（辎重特务兵照顾的马拉大车队）、15名骑兵。
　　这路日军在雨后湿滑的小道上行动不便，大车无法行走，日军纷纷下马推车。7时许八路军687团发动猛烈袭击。关于战斗发起时间，日本人有不同说法，认为在上午10时左右。据臼井胜美著《中日战争》一书（1967年5月25日，由中央公论社印行）第13卷第120页记载：“上午10时许，辎重队通过东河南，进入两侧约10米高的山崖隘道，续向3公里外的蔡家峪前进。”但据参战的687团3营9连的副连长郭春林、2营8连的连长王化堂等回忆，战斗开始时间都在7时左右。至下午1时许，687团全歼了日军这支辎重部队，297名日军被击毙294名，只有3名伤兵侥幸逃生（后被救走）。687团伤亡200多名，副团长田守尧受伤。据日本原《每日新闻》随军记者益川所著的《大陆舞台上的中日死战》（在《丸》杂志上连载）记载：“林彪的部队在通路两侧的山崖上等待埋伏，攻击发起后手榴弹步枪齐发，无武装但多乘马的大行李首先遭到痛击全部溃灭。桥本参谋，高桥少尉等指挥卫队奋力迎战，结果全员战死。”
　　下午3时，灵丘来援之敌(第42联队第5步兵中队)在飞机掩护下（据我军有关资料，日机有2架、6架之说）反复攻击蔡家峪隘口阵地，被687团2个营兵力击退。687团肃清残敌和击退灵丘援敌后调整部署，1营原地继续监视灵丘之敌，2营前往支援685团在老爷庙的战斗，3营移至白崖台南侧之黄土嘴地域待命。
　　关于687团在蔡家峪全歼日军辎重大车队的资料不多，一个原因是该团的主要军事指挥员如团长张绍东、参谋长兰国清后来都投敌叛变了，副团长（当时不设政委）田守尧则在抗日战争中牺牲了，政治部主任崔田民未见其回忆录，而副主任谭甫仁在文革中去世，估计也未留下回忆录。1938年6月2日八路军副总参谋长左权发电表彰344旅指挥员，亦有“687团长田守尧，在平型关战斗中果敢机动，身先士卒，奋勇不顾，身负伤”的说法，证明687团确实投入了战斗且主要指挥员之一负伤。关于此战，照朱德、彭德怀次日给南京蒋介石的电报，就是除歼灭日军兵站汽车队外，“另有一部约四五百人，马数十匹均被我完全包围，死不缴枪，故全部打死”（《朱彭关于平型关战役大捷致南京大元帅蒋电》，1937年9月26日，国民政府军令部战史会档案（廿五）3081）。
　　（四）日军第6兵站汽车队在老爷庙一带被全歼
　　按照115师的原计划，是以343旅的685、686团袭击辛庄、关沟的日军（当时并不知道日军三浦支队的野战医院和仓库设在上址），就在我军准备开始行动时，一支日军汽车队意外地闯入第685团的进攻集结地。于是，一场侧后袭击战就变成一场经典的伏击战。
这支日军汽车队，就是日军第6兵站汽车队的本部及兵站汽车第90、91中队，均于1937年8月25日在朝鲜釜山登陆，9月10日该部被配属于第5师团。该部具体情况是：
　　本部，指挥官新庄淳中佐等官兵22人、汽车1辆；
　　兵站汽车第90中队（中队长矢岛俊彦大尉），计官兵187名，汽车50辆；
　　兵站汽车第91中队（中队长中西次八少佐），计官兵183名，汽车50辆。
　　以上共计官兵392名，汽车101辆。士兵中战斗人员为步兵168名，工兵13名，通讯兵21名，辎重兵78名，合计280名。配备武器为38式步枪171支，38式骑枪78支，14式手枪31支，战刀5把；非战斗员为辎重特务兵84名，卫生兵10名，配备刺刀（“短剑”）84把。另有18名军官，估计均配备手枪和战刀。
　　9月24日中午，这个第6兵站汽车队就从第5师团司令部所在的蔚县出发，傍晚抵达平型关前线为在此战斗的三浦支队发放“弹药粮秣”。三浦支队长鉴于卫生队所在的关沟和野战仓库所在的辛庄离日军前沿阵地（在东跑池一带）比较远，为了就近快速抢救伤员和补给，并以汽车队的战斗人员替换部分野战部队担任警戒任务，好让三浦支队的全部野战部队投入第一线等目的，在征得新庄淳队长的同意后就暂时留下了兵站汽车第90中队的5辆汽车、官兵11名；兵站汽车第91中队的20辆汽车、官兵128名；共留下汽车25辆，人员139名。其中兵站汽车第91中队主力（包括中队长中西次八少佐和该中队的自卫小队）留下来担任关沟、辛庄的警戒。
　　25日凌晨4时，第5师团的师团长坂垣征四郎给三浦支队长发来电报，祝贺其突破长城要隘，并为其增派1个步兵大队投入前线，要求三浦支队立即攻占平型关后的大营镇。三浦支队长非常高兴，要求第6兵站汽车队返回灵丘接运援兵前来前线，顺便为支队后送重伤员。有的史料称三浦要求汽车队回灵丘所接运的援兵为“大场步兵联队”。前面已经提到，在灵丘没有日军的步兵联队，所谓“大场步兵联队”是指随师团长驻蔚县的步兵第42联队（联队长大场四平大佐），但在灵丘有该联队的第2大队。因此汽车队所接运的援兵应为这个大队。
　　25日上午8时30分，这支不满员的第6兵站汽车队从平型关返回灵丘途中抵达老爷庙附近时，不知什么原因停了下来。那时687团在蔡家峪与日军辎重行李部队的战斗已经打响1个多小时，可能这支日军已听到了从那边传出的枪声，正在犹豫中。据686团的团长李天佑回忆：“大概是由于公路泥泞不好走，几十辆汽车在兴庄（注：应为辛庄）至老爷庙之间停留下来。”此时八路军部队开始对其进行突击。
　　进入包围圈的日军第6兵站汽车队，因在平型关前线留下了汽车25辆，人员139名，所以只剩下汽车76辆，人员253名。其中，本部有新庄淳中佐等22人，汽车1辆；兵站汽车第90中队有汽车45辆，人员176名；兵站汽车第91中队有汽车30辆，人员55名。这样，兵站汽车第91中队只有30%的人员进入伏击圈，所以遭伏击的日军以兵站汽车第90中队为主（也不满员），这就是《中国事变陆军作战史》第1卷第2册52页提到的这次遭伏击的只有1个兵站汽车中队的由来。由于三浦支队长目的是以汽车队的战斗人员替换野战部队担任警戒任务，故留下的139人应以战斗人员为主，如兵站汽车第91中队的自卫小队就被全部留下，这样第6兵站汽车队拥有的249支步骑枪估计有100支被留下，进入伏击圈的汽车队拥有步枪约为150支左右，且没有机枪、掷弹筒等重火器。加上拥有手枪的军官、工兵、通讯兵，这支日军的战斗人员不会超过200名。
　　以兵站汽车第90中队为例，下辖3个汽车小队，1个修理班、1个行李班和1个自卫小队，结合《聂荣臻回忆录》中提到的“车上坐满了戴着钢盔的日本兵”等说法，应系指日军自卫小队等步兵和辎重兵。至于汽车队还有后送的重伤员，估计人数也不多。9月23－24日第21联队第3大队在平型关前作战中受伤80人，亡22人，轻伤者仍留置卫生队现场救治，重伤者才用车送回。目前能确定的是这支日军人数为253名，上限不会超过300名。
　　投入伏击战的八路军685、686团的人员在4000人以上，拥有十几倍的绝对优势。战斗打响后，日军一度慌乱，但日军毕竟训练有素，遭袭击后立即从车上跳下来，依托汽车、壕沟射击，很快就恢复了指挥系统，还组织反攻，居然夺取了至关重要的老爷庙高地。685、686团协同，687团第2营从侧面支援（据687团2营6连的老战士杨士梅回忆，从聂荣臻副师长那里受领了从侧面向老爷庙高地冲击的任务。战斗中该连伤亡60多人，8连也牺牲20多人，所以687团2营确实又投入了老爷庙的战斗），至黄昏将被围日军253名全部歼灭。学者杨奎松判断这支日军有相当部分突围，因为2名中队长矢岛俊彦大尉和中西次八少佐均未阵亡，而按照当时日本军队的规则，军官是不可以在战场上不顾部队而擅自后撤的。不过日军这2名中队长，当时都不在伏击圈内。前面已提到，中西次八少佐指挥汽车队的139人留在了平型关前线，而矢岛俊彦大尉之前因急性胃炎入院，由自卫小队的小队长岸本勤少尉代理中队长。
　　（五）日军第21联队第3大队的解围战斗
　　战斗当天上午11时左右，正在担任平型关正面进攻作战的日军第3大队已得知汽车队遭到伏击，遂立即出动第9步兵中队（欠1个小队）、第10步兵中队（欠1个小队）、第11步兵中队（欠2个小队）和第12机枪中队前往救援（参见步21会：《滨田联队史》，日本（未见出版单位）1973年11月版，第97－104页；儿岛襄著：《日中战争》，日本文艺春秋社1984年版，第122－125页）。日军1个步兵中队的标准编制为181人（一般在180－250人之间），辖3个小队；机枪中队编制174人，有12挺重机枪。该股日军乘坐第6兵站汽车队留下的汽车紧急输送，大致沿辛庄公路（这是捷径）前往老爷庙一带。据《滨田联队史》记载：“汽车一过关沟村即与敌遭遇……敌人以迫击炮、重机枪猛烈射击，兵力看来也比我方多十几倍。尤其吉川中队（第10中队）正面之敌举起军旗、吹起军号，士兵各自扔出手榴弹，反扑过来。我方寡不敌众而毫无办法。”日军援兵系遭八路军685团3营的阻击，被击退，只好又退回沟口。
　　26日，日军援军主力又回到正面攻击作战中（夺取1930高地的作战），留在沟口的只有第9中队（龙泽中队）2个小队残兵共54人，负责保护卫生队，至28日早上才小心翼翼地派出40人进入沟内，恰好增援平型关的第42联队部队，当天也派队进沟搜索。这一天日军作战部队才见到惨状，并作出报告：
　　“9月28日，龙泽中队得到友军的支援后，勇气百倍再次继续前进，此时遇到意外情景，刹那间所有人员吓得停步不前。冷静下来看时，才知道行进中的汽车联队已遭到突袭全部被歼灭，100余辆汽车惨遭烧毁，每隔约20米，就倒着一辆汽车残骸。公路上有新庄中佐等无数阵亡者，及被烧焦躺在驾驶室里的尸体，一片惨状，目不忍睹（注：这是新庄淳中佐的第6兵站汽车队被歼的情形）。”
　　“龙泽中队开始前进，到达岭上。从岭上向峡谷看，辎重车辆队不是也全部覆没了？公路上不是被辎重车辆，层层叠叠的人马的尸体堵塞着了吗？这正是粟饭原秀部队（注：指第21联队）的大行李队及山口（注：第42联队第2大队）、中岛（注：第11联队第1大队）两个大队的大小行李队遭到覆没，宛如地狱图画的悲惨情景（注：这是桥本顺正中佐的辎重大车队被歼的情形）。”
　　龙泽中队随即在此收容了3名伤兵，清理了战场。
　　根据日军第3大队的战报，9月25日当天，第9中队6死21伤，第10中队4死5伤，第11中队3死31伤，第12中队25死3伤。合计第3大队当天的死伤人数为98人（《滨田联队史》，第115－117页），其中阵亡38人。而9月25日这天凌晨3时30分，日军第3大队第9、10中队等部向平型关正面的国民党军17军发动了夜袭，一举占领了团城口附近靠近东跑池的某高地（日军称为石山高地），然而日军损失不小，“（第10中队）石上中队长负重伤，吉川少尉代为指挥中队”。“龙泽（第9中队）、石上（第10中队）、橘（第12机枪中队）3个中队在连日激战中伤亡相当严重，武器弹药也大量消耗，大队为此急忙着手休整部队。”所以25日凌晨日军第3大队在偷袭战中应遭到一定损失（包括1名中队长重伤），故参加解围战斗被击毙的人员估计不超过30人。
　　（六）平型关战斗日军损失情况的考证
　　综上所述，在平型关遭到八路军伏击的日军，主要是日军辎重队和汽车队，并非战斗部队。关于此点，参战的115师685团战斗详报即有明确的说法。它指出：“此次敌参加作战部队为第五师团之二十一旅团（十九联队二十联队）输卒队及少数机械车队，均归二十一旅团长指挥”。（《（六八五团）平型关战斗详报》，1937年10月12日）。但是，应当看到的是，八路军此次作战，也进行了相当时间的阻击作战（非歼灭战或伏击战）。其作战对象，是日军的战斗部队，即前来援救的日军第5师团第21旅团第21联队第3大队等。所以八路军此次作战的对象中有日军野战部队也并不为过。但笼统地说八路军在平型关战斗中歼灭“第二十一旅团第二十一联队第三大队和辎重部队一部”，容易给人以八路军以歼灭日军战斗部队为主的印象，这却并不准确，因为第3大队是解围部队，并不在伏击圈内，遭到伏击的只是日军后勤辎重部队。
　　综合中日双方有关史料，平型关战斗分两个战场，其中687团在蔡家峪全歼日军辎重行李队，击毙日军294人；685、686团在老爷庙全歼日军汽车队，击毙日军253名。以上合计击毙日军547名。这是可以确定的伏击战击毙日军的精确数字。至于日军解围部队的伤亡，日军第21联队第3大队9月25日共伤亡98人（死亡38人，受伤60人），但因当日凌晨第3大队曾偷袭国民党军防守的高地遭到一定伤亡，估计其在解围战斗中死亡人数不超过30人。至于从灵丘出援的第42联队第5步兵中队，估计伤亡也不大。如算上日军被伏击的兵站汽车队上运载的数量不明的重伤员（也不会多），综合判断平型关战斗击毙日军应不超过600名，日军伤亡总数应在700人以下。朱德在1937年底公开发表的著作中曾明确讲：此次战斗“他们（指日军）死了五百人”（毛泽东、朱德：《八路军的战略和战术》，上海生活出版社1938年版，第36页）。90年代内地一些著作称此战击毙日军500－600名是准确的。

此战八路军685团伤亡223人（《（六八五团）平型关战斗详报》），686团伤亡286人（《38军抗日战争战史》、《中国人民解放军步兵第四十七师师史》），687团伤亡200多人，合计约700人，但也有我军伤亡一千多人的说法（主要是687团伤亡数字不准确）。此战八路军系居高临下实行伏击日军后勤部队，却自我伤亡800人，还多是经过万里长征的老骨干。至于此战宣称的缴获，对照日军资料也可看出明显夸大。目前我方所见关于平型关战斗缴获情况的说法主要有这样三种：一是《抗日战争时期的中国人民解放军》一书中的说法，即“毁汽车100余辆，大车200余辆，缴获野炮1门，轻重机枪20余挺，步枪1000余支，掷弹筒20余个，战马53匹，以及其他军用品无数，仅大衣一项，给我师官兵各发一件还有余。”此后如《聂荣臻回忆录》，以及《中国人民解放军六十年大事记》等，都持此说。只是它们多半没有具体提到缴获野炮、掷弹筒和马匹的数量。二是《中国抗日战争史稿》等书中的说法，称“毁敌汽车80余辆，缴敌92式野炮1门，轻重机枪20多挺，步枪300余支，摩托车3辆，掷弹筒20多个，炮弹二、三百箱，战马53匹，日币30万元，另有大量军用物品，单是军用大衣，就足够我师每人一件”。三是《中国抗日战争史》称“击毁汽车100余辆，马车200余辆，缴获步枪1000余支，机枪20余挺，火炮1门，以及大批军用物资。”
　　对照上述日军资料，此战击毁日军汽车准确数字应为77辆（第6兵站汽车队的76辆和辎重行李队指挥官桥本中佐的小汽车）。日军辎重行李队装载物资的大车为149辆，马匹（含骑兵的）为170匹，估计有一部分被我完整缴获，但所谓击毁大车200多辆系夸大、所谓缴获大衣1.5万件，“单是军用大衣，就足够我师每人一件”，查日军兵站汽车队已为前线的三浦支队补给完毕，应为空车返回；辎重行李队为三浦支队运送的大衣，不会超过5000件（因三浦支队为4个步兵大队）。至于“缴获野炮1门，轻重机枪20余挺，步枪1000余支，掷弹筒20余个”，如上述，被伏击的日军根本没有装备火炮。日军1个步兵大队编制内有2门92式70毫米步兵炮，日军第3大队应用于正面攻坚平型关，解围部队未提到有火炮配合，就算有此次为日军进攻作战，我军应没有缴获其火炮的机会。至于机枪、掷弹筒等自动武器和重火器，如上述，遭伏击的第6兵站汽车队的战斗人员只有步骑枪，而辎重行李队的护卫小队仅有轻机枪2挺、掷弹筒2个，应全部被缴获，但我军宣传战果也均夸大十倍。至于缴获步枪1000多支还是300支均属夸大，如上述辎重行李队有步骑枪55支，第6兵站汽车队有步骑枪约150支，合计在200支左右。而日军步兵在陷于绝境时往往毁坏步枪（因步枪上有菊花徽章，是天皇的象征），我军参战人员也提到日本兵临死还要把武器砸毁（参见李天佑：《首战平型关》，《八路军（回忆史料）》，第211页），所以缴获的完整步枪更少。战斗发生五年之后，1942年12月18日，八路军副总指挥彭德怀（时彭在党内接替杨尚昆出任中共中央北方局书记）在太行区营级及县级以上干部会议上，作了“关于华北根据地工作的报告”，他说：“关于群众游击战，是从平型关战斗之后，更加认识到其重要性。平型关是一次完全的伏击战，是敌人事前完全没有想到的，但是结果我们没有能俘获一个活日本兵，只缴到不上一百条的完整步枪。”（中共中央华中局宣传部1943年8月20日出版之党内刊物《真理》第十四期）。

　　综上所述，整个平型关战斗中，八路军第115师只缴获了日军不到100支完整的步枪、2挺轻机枪、2个掷弹筒，以及大衣数千件，此外还有部分马匹、弹药、粮草等物资。

　　还必须看到，八路军平型关战斗，只是第2战区组织的平型关战役的组成部分。八路军作为当时第2战区指挥下的一支机动部队，此次是根据战区指令采取的配合行动。即在国民党军正面抵抗的情况下，按照战区要求，从敌之侧背进行包抄作战。不料部队秘密进入预设阵地之后，竟发现日军汽车队和辎重队同时进入部队作战范围。因此，原本旨在袭击向平型关进攻的日军主力的作战，瞬间变成了歼灭日军补给部队的伏击战。平型关正面的国军也进行了反击作战。据日军战报，9月25日傍晚，国军已经大举插入团城口以东日军新夺取之高地与关沟日军第3大队之间，因此三浦敏事不得不急令第3大队主力放弃增援被伏汽车队，掉头回防。可惜，八路军115师并不了解这一情况，当晚即开始部署脱离战场，次日凌晨已撤出战斗，没有能利用日军第3大队主力回防之际再袭三浦支队在关沟的卫生队（只有54名战斗人员护卫）以及辛庄的野战仓库，丧失了扩大战果和与国军配合作战的一次重要机会。而因为日军增援部队很快运到，国军守军遭到日军的大举围攻，陷于苦战。几天后，平型关最终失守。整个平型关战役从9月22日开始至9月30日结束，历时8天，第2战区正面防守投入了将近15万人，日军进攻兵力前后总计3万余人，结果国军伤亡4万余人，日军伤亡8562人（包括八路军平型关战斗以及关东军“蒙疆兵团”的损失在内），为国军的1/5。