8月18日
晋察冀军区接到命令之后，立刻召开了高级干部会议，宣布了此次任务：主要任务是破袭石太线石家庄至平定段，主要目标是娘子关、井陉煤矿及周边地区；并在平汉路、北宁路、津浦路、石德路、沧石路等公路、铁路展开广泛的破袭行动。
具体部署为：以主力18个步兵团及配属分队组成左、中、右三个主力纵队、一支牵制部队和一支战略总预备队。
以5团、19团、二分区特务营并配属冀中炮兵的一个营组成左路纵队，破击娘子关（含）至乱柳（含）之敌，重点为娘子关、磨河滩、上下磐石、移壤各点。
以2团、3团、16团、平井获支队并冀中炮兵两个连为中路纵队，破击娘子关（不含）至微水、井陉煤矿之敌，重点是井陉煤矿、北峪、蔡庄各点。
以冀中警备旅2团、军区特务团主力、四分区并井获支队一部为右路纵队，破袭微水至石家庄路段。
此外，牵制部队最多，以一、三、七、九、十分区等协力对平汉铁路的高碑店至石家庄段、北宁铁路的平津段、津浦铁路的泊头、唐官屯段进行破袭，二、五、八分区配合120师牵制雁北、五台山、同蒲铁路北段之敌。
以冀中军区的两个步兵连、一个炮兵营另四个机枪连为战略总预备队，由军区直接指挥。
最后晋察冀军区司令员对指战员说：“这次破袭，是以在相当长的战线进行的广泛的攻坚战，为达到预期目的，各部队一定要做好充分的战前准备工作。”
129师师部
“这次正太线破袭战役，是我师与晋察冀军区共同进行，以阳泉为界，他们负责东段，我们负责西段，我师投入十个团，其余部队在平汉、白晋、同蒲诸线，广泛破路袭击，以策应正太路战斗。
担任主攻任务的十个团，拟分为三个纵队，大家把地图打开，由参谋长给大家讲解敌情和任务。”师长说完就坐下了。
他最近身体不太舒服，腿疼的厉害，而且眼疾复发，已经到了不戴眼镜什么也看不见的地步了。
“我师当面之敌为日军片山第四独立混成旅团所瞎的4个步兵大队及配属的骑兵、炮兵、工兵、通讯兵等约7000人。”参谋长在地图上指着说道。
“敌第15大队驻守在正太路两侧，另三个大队以阳泉为中心沿铁路向南北延伸，敌第13大队驻守在南面的寿阳、和顺两县；敌第12大队驻守在北面的盂县；敌敌14大队驻守在辽县、榆社两县。
另同蒲路北段之敌为敌第九独立混成旅团之吉野大队，驻守在榆次、太谷、徐沟及周围地区。此次作战我师主要作战对象是片山旅团的铁路守备部队。
我判断，在我军开始破袭后，日军会以装甲火车辗转射击，并以铁路转移其预备队，加强各据点的战斗出击。敌空军也会有一部参战。
另外，日军深入平辽的部队也可能会自平和段进击我右侧；驻守同蒲路之吉野大队也可能自长柠袭击我侧背。”
参谋长说完，师长又接着说：“此次战役，主要是对正太路阳泉至榆次段的铁路和建筑物，进行连日的彻底的破毁，特别是对桑掌至晓庄段，马首至芦家庄两段铁路着重破毁。
各部队为保障铁路确实被破毁，应兼用便衣队或主力部队，突然潜入或袭击公路上的必要据点，破毁其要害，烧毁其建筑物。对于路测远伸的据点，只用少量部队监视，不必强攻，也不要被其抑留。
当片山部队由阳泉、平辽公路向我右侧背迂回时，就将其各个歼灭之，保障我破路顺利进行，造成收复辽县、榆社的基本条件，并对榆社来犯之敌进行牵制。
另外，我和政委决定把部队分为三个纵队，右翼纵队由范子霞、赖计发负责，指挥两个团负责阳泉至寿阳的破袭，成功后向西扩大战果。
中路纵队以385旅769团、14团和386旅的772团组成，由陈更和陈曦连负责，以一部兵力占据冶西日军据点，牵制平定之敌，主力占领阳泉以西的狮脑山，牵制阳泉之敌。
左翼纵队由周稀汉同志指挥，由386旅16团和决死一纵队的25、28团组成，担负榆次到寿阳之间的破袭任务，集中兵力攻下芦家庄、和尚足、上湖、下湖、马首等车站和敌据点，得手后视情况向南北扩大战果。
此外平和支队由王乃全率一个团结合地方的武装，分途破毁平定至和顺、寒王镇公路，牵制平辽公路之敌。各部严格执行命令，一定要坚决攻下任务范围内的车站和据点；一定要遵守统一的时间，密切协同配合，一定要彻底破坏正太路！有的据点敌人守备甚严，一定要讲求战术，不要啃核桃，而是一个一个的砸核桃。”
师长说完政委又强调这一次行动参战的地方部队和民兵很多，要派去得力的干部去组织带领，特别是保证他们的安全，要求各纵队领导回去，要把任务交代清楚，做进一步的动员。
此时，129师最能打的两个将领是陈家兄弟，129师的老底子是385、386两个旅，在做安排的时候将385旅放在了狮脑山相当于把129师一半的家当都放在这了。
原因主要是井陉到阳泉都是开阔地无险可守，而一过阳泉地势立马就拔高了起来，山势陡峭而险峻，这座山就是石太线西行的咽喉，只要占领了狮脑山，就等于卡住了正太线的脖子。
既可以防止日军自平定、辽县一带回援正太线，也可以堵截阳泉日军抽兵戒酒正太线沿路被哥哥破击的分散据点，同时还可以间接的威胁阳泉，使得敌人不敢过分分身。
而正太铁路到了芦家庄一带，都是依悬崖而建，仅仅用几个炸药包就能将其彻底炸断，修复难度极高，这也是为什么要主攻芦家庄一带的原因。
而建国后的正太线这一段险路被弃置不用，转而重开隧道，也是因为靠悬崖的路实在太过的危险，于是就使用了造价更加昂贵的隧道。
会议结束，师长和政委单独找了陈曦连谈话，谈及坚守的难度的时候，要求他在狮脑山“至少坚持5-7天。”
120师
八路军总部的《命令》中要求120师应派4-6个主力团参战，对此120师表示压力很大，自从359旅被抽调前往陕甘宁边区组建陕甘宁留守兵团之后，120师实力大减，看起来晋绥根据地的地盘比晋察冀根据地要大的多，但是实际上部队却只有太行等根据地的一半。
经过仔细思考，120师决定实事求是的上报这个困难，并向八路军总部说明了所部的困难，总部在得知情况后，在8月8日的《战役行动》中明显的削减了120师所部的任务，合计需派出3个左右的主力团参战。
“120师所部应破袭平遥以北之同蒲线、汾（阳）离（石）公路；破袭同蒲路部署，应置重兵于阳曲（太远）南北，阻敌向正太线支援。该集团拟一个团在阳曲以南配合作战，兵力过少应加强之；如汾河可能涉渡时，该集团阳曲以南配合作战部队，应力求以约两个团之兵力，进至榆次南北地区，直接加入129师集团，并归129师指挥之，对晋西北腹地内各个敌之据点与交通线，应分派部队积极破袭，相机收复若干据点。”
在得到命令后，120师很高兴总部能够听取他们的意见，但同时，他们也不得不重新考虑，总部的意图是让他们把主力放在榆次之南，集中兵力破坏榆次到平遥段的同蒲路，配合兄弟部队向正太路进攻。
但120师根据实际情况和敌人分部进行仔细的分析后认为，应在榆次以北用兵，将攻击的重点放在忻县至朔县的同蒲路和忻县至静乐的公路，采取围魏救赵的战略，对于整个战役的进程可能会更好，同时也更适合自己的部队现状。
将重兵置于阳曲南北，采取敲山震虎的策略，直接阻止日军向正太路的增援想法看起来是不错。但是实际情况确实：一方面，129师自2月份率领主力自冀南回到晋西北根据地后还没有站稳脚跟，就又经历了敌人春季和夏季两次疯狂的大扫荡，接连不断的作战，部队根本没有时间进行休整，弹药稀缺、物资匮乏、部队疲劳。
另一方面，日军劲旅第一军的司令部就设在阳曲，沿同蒲路及阳曲周围驻扎着日军独立第九、第十六混成旅团和第二十六师团。
同时视正太路为山西日军的生命线的的第一军司令官筱冢义男到时候肯定会全力增援正太路，因此面对如此强大的敌人，129师能否顺利完成作战任务没有绝对的把握。
用兵之害犹豫最大，在充分的知己知彼的情况下，129师及时决断，很快拟定了以重点破击太原以北的同蒲路和忻（县）静（乐）公路的作战计划，在同蒲路北段开刀，拽住筱冢义男这头牛的牛尾巴。
总部再次肯定了129师的主张，并发布了新的作战命令：358旅破击忻县以北的同蒲路和忻静公路；独立一旅715团相机逼退岚县、东村等据点；独立二旅破击宁武至朔县之间的同蒲路；独立一律2团攻占离石以北的石门偃、寺疙瘩等据点；1师破击神池至五寨间的公路，并保障独立二旅的侧后安全和后方交通；第2、4纵队破击汾离公路，并相机占据某些据点；工卫旅一个团和师部特务团，破击太原以北高村至平社间的同蒲路。
确定作战部署后，兴县崔家崖一个青砖碧瓦的农家小院里，129师在这里召开团以上干部动员大会。会上师长首先分析了此次战役的重大意义，他认为129师的主要任务在晋西北，具体来说就是同蒲路的北段，但他与正太路相连接，是敌人增援最便利的一条交通要道，所以在同蒲线上的配合作战对于争取整个战役胜利是有重大意义的。
120师在这次战役中主要是要彻底的摧毁忻县到静乐公路之间最大的公路康家会，另外要彻底的破坏由大同北到太原以南的公路、铁路、电线、碉堡。
最后120师师长幽默的说：“我们虽然不在正面战场，但是侧面战场也不能落下啊，光拉这头牛的尾巴还不行，必须一边拉牛尾巴，一边用刀子捅他的屁股，叫日本鬼子顾头不顾尾，顾尾不顾头。”
20日下午，天空下起了蒙蒙细雨，八路军总指挥部显得异常安静，大战将至连空气中都弥漫着火药味，这种肃静压的人喘不过气来。
老总在作战室来回踱步，焦急的等待着各部队的战报，晚上十点，各部准时发起了攻击。
一枚枚红色信号弹腾空而起，划破了夜空，各部突击部队简直就像是猛虎下山，扑向敌人的车站和据点，雷鸣般的爆炸声一处接着一处，响彻正太线。一些年轻的参谋兴奋的说：“自参军以来，从没有见过这么壮观的景象。”
山西各部的日军一时间就被揍得晕头转向，敌第一军司令官筱冢义男在凌晨三点被叫醒，在得知情况后想要紧急致电敌华北最高司令长官多田骏，但是电话已经打不通了。
此时山西到河北之间的电话线杆子已经被全部拆掉了，仅仅三个小时的时间，几千根的电话线杆子，全部被砍到，无一幸免，日军的通讯线路已经被彻底的摧毁了，简直难以置信。
在铁路沿线的碉堡、炮楼、据点也难逃厄运，与原来八路军缺乏攻坚重武器不同，飞雷炮虽然命中率依旧堪忧，但是比起炸药包还是强多了。
何况，日军的碉堡大部分根本不是欧洲的那种碉堡，只是简单的砖混碉堡，连82迫击炮都可以破开，更别说是在炸药包了，那更是纸糊的一样一碰就碎。
八路军首先攻击的就是日军重要据点天险娘子关，这里是太行山的喉咙，山西省东南的门户，三国时期魏武曹操曾在此赋诗：“北上太行山，艰哉何巍巍。谙屈羊肠道，虎豹啼狭路。”这首诗道出了娘子关之险峻，隋末李渊在太原起兵反隋，李渊三女儿李秀宁曾在此处组织七万人的“娘子军”建关设卡，娘子关由此得名。
娘子关虽然是兵家险地，但是却无战而失，抗战爆发后，晋绥军组织不力，战术呆板，娘子关很快就就落入了日军之手。三年来，日军的膏药旗一直在娘子关成天耀武扬威，战役开始前晋察冀军区司令要求右路指挥员郭、刘一定要在娘子关城楼上插上我们的红旗。
他还告诫要多加小心，万不可掉以轻心，于是指战员在战前做了充分的准备，据侦查得知，娘子关有日军20多人，伪军10多人；磨河滩有日军28人、伪军17人；程家陇底有日军20多人；乱柳有日军20多人；下盘石有日军20多人，伪军8人；移壤有日军20多人伪军100多人。
从日军分部情况而言，天险娘子关和重兵把守的磨河滩是两块难啃的骨头，于是郭、刘把这块难啃的骨头交给了军区主力第五团来啃。