平型关战斗结束的第二天，八路军总部即向南京国民党军委会发出了捷报。蒋介石看到八路军出师告捷的电报，沉思良久，先后两次给朱德、彭德怀等人发电报祝贺。
9月26日，蒋介石电贺八路军总部朱德总指挥、彭德怀副总指挥。电报全文如下：
朱总指挥彭副总指挥勋鉴：
26日电悉。25日一战，歼寇如麻。足证官兵用命，深堪嘉慰。尚希益励所部，继续努力，是所至盼。
蒋介石仔细看平型关的战报，嗣后不久，他又给朱德发来一电，称：
朱总司令玉阶兄：
电悉，接诵捷报，无任欣慰，着即传谕嘉奖。
中正
9月27日，中国国民党福建党部特派员陈肇英给八路军发电报祝捷。电文称：
八路军朱总指挥彭副总指挥勋鉴：
欣悉平型关之役，我军所向披靡，斩获无算。具佩执事指挥有方，将士忠勇无敌。尚希贵军挺进。特电祝捷，歌颂戎祺。
9月28日，委员长武汉行营给第八路军参谋处发电报，电文称：
25日电敬悉。贵路军一战攻克平型关，毙敌遍野，俘虏甚多，忠勇之气，益害敌胆。特电驰贺，续候捷音。
9月28日，上海市职业界救亡协会给八路军发电报。电文称：
第八路军参谋处转全军将士鉴：
贵军受命抗敌，立奏奇功，挽西线垂危之局，破日寇方长之焰。捷报传来，万众欢腾。谨电驰贺。
平型关大捷，使八路军威名远扬。八路军在战场上缴获的日军地图，使中国军队进一步掌握了日军的战略意图，对以后的作战产生了重大影响。
平型关战斗的枪声稀落下来的时候，八路军指战员开始清查从日军处缴获的战利品。
忽然，战士们发现了日军第五师团及配合关东军“蒙疆兵团”和沿平汉路北段向西进攻的日军第一军与沿津浦路向南进攻的日军第二军的作战计划图。这是日军的绝密文件。
这些重要文件很快被送到八路军总指挥部。朱德、彭德怀看到这些作战地图，十分欣喜，立刻仔仔细细地研究起来。
为了粉碎日军的进攻企图，歼灭更多的日军，9月28日，八路军总指挥朱德、副总指挥彭德怀向南京方面发出电报，阐述了他们对这份地图的见解。电文是：
急。南京大元帅蒋、总司令刘钧鉴：密。
25日平型关战斗，得敌高级司令部地图一张。上绘有平津直至主攻平型关、雁门关、保定及津浦路部署、部队番号，标其甚详。依据此图可对全部军事秘密了解。该图上攻入涞源之敌系向易州前进，不是向阜平前进。
攻入大同之敌，除留守外，转向浑源，沿长城外与攻入灵丘之敌合攻雁门关；攻入灵丘敌则攻平型关，以该县与浑源部队夹长城前进。
此地图昨日已由林师长送交孙副总司令处，转呈阎司令部矣！
25日战斗，已将敌原定计划破坏，使浑源及涞源两路转向平型关解围，攻平型关部队，变为突围而逃。
朱德 彭德怀
9月26日，在陕北待命入晋的八路军第一二九师三八六旅陈赓旅长得知平型关大捷，在日记中写道：
这是红军参战的第一次胜利，也是中日开战以来最大的第一次胜利。这一胜利虽然是局部的，但在政治上的意义是无穷的：
1、证明我党的主张正确；
2、只有积极地采取运动战、游击战、山地战，配合阵地战，抄袭敌人，才能胜算；
3、证明唯武器论的破产；
4、单纯的防御只有丧失土地。捷报传到部队中，人人欢跃，大家都以为我们出动太迟了。
平型关战斗，进一步扩大了八路军在全国人民中的影响，提高了八路军的威望，鼓舞了中华民族的士气，增强了军队的凝聚力。这种力量，是不可战胜的。
陈赓10月1日的日记中写道：
今天开拔，沿途群众对我们非常欢迎。特别是平型关战斗的胜利，使他们对我们的信仰更加提高。
人民群众的态度，是最有力的说明。