1937年7月底，侵华日军占领北平、天津后，又沿津浦、平汉绥铁路分3路向华北进犯。8月25日，日军攻陷南口，27日侵占张家口，并继续大举推进。山西战场形势危急。按照中共中央部署，林彪、聂荣臻、罗荣桓率领的八路军一一五师，于8月25日从陕西三源以北地区出发，经韩城东渡黄河，9月中旬开赴到以恒山为依托的晋东北地区，于23日占领灵丘。21日，日军第五师团第九旅团占领涞源，向平型关推进，准备与大同南下的日军会合，进攻太原。八路军一一五师为打击日寇凶焰，决定利用平型关天险隐蔽集结，从侧面伏击向平型关进攻之敌。9月24日夜，一一五师冒雨设伏于平型关东北公路两侧山地。9月25日晨，敌第五师团二十一旅团一部约4000人，以100余辆汽车为前导，200多辆大车居中，少数骑兵断后，沿公路向平型关推进。6时许，敌军全部进入伏击区。当攻击命令发出后，埋伏在公路两侧山上的一一五师健儿猛扑下来，向敌军发起突然攻击。经一天激战，共歼敌l000余人，击毁汽车约100余辆，缴获战马100余匹、九二式步兵炮1门、步枪300余支、轻重机枪20余挺、炮弹3000余发以及大批军用品。平型关大捷是中国抗日战争开始后的第一次大胜利。它沉重地打击了日本侵略者的气焰，打破了“日军不可战胜”的神话，给了全国人民以极大的鼓舞，并大大提高了中国共产党和八路军的威望。
古人云“山川都会”，是指在那些既有山地险要可以凭恃，又有江河水道可以流通的地方容易形成战略要地。有军事地理学家指出，脉的意义重在阻隔，而贵在有孔道可以通行；河流的意义重在流通，而贵在有据点可以扼守。有山地险要可以凭恃，则易于在纷乱的局面中建立根据地，形成局部的秩序，积蓄力量；有江河水道可以流通，则便于向外部扩张发展，壮大力量，也便于介入全局。
山西就是拥有上述独特地理条件的一个典型。山西地处黄土高原的东部，境内山岭峪谷纵横交错。山西地形的主体是由东西两侧的山脉夹中间一系列珠状盆地构成的，东面太行山脉构成河北西部屏障，西部吕梁山、中条山与黄河一道构成关中的东部屏障。山西境内山河分布错综复杂，形成了一系列小型珠状盆地。这些盆地地形都相对封闭，成为一个个相对独立的小区域。
在这些小区域内，分别形成了一些军事重镇和重要关隘。它们分别面向不同的方向，显示出不同的战略意义。中部从西北向东南分布着一系列连珠式的盆地，它们依次是大同盆地、忻定盆地、太原盆地、临汾盆地和运城盆地。由于山西地势北高南低，这些盆地略呈阶梯状。发源于管涔山的汾河，蜿蜒曲折地流经太原、临汾两大盆地注入黄河。山西的北面出长城与阴山大漠相连，南面以黄河、中条山与河南为界，西面隔汹涌奔腾在1000多里长的晋陕大峡谷中的黄河与陕西相望，东面越过重峦叠嶂、连绵不断的太行山是河北、河南。由于太行山东部地壳曾经断裂下沉，山脉两边形成截然不同的地理景观。山脉西面是起伏不平的山西高原，东面则是开阔平坦的华北大平原，因此从华北平原看山西，会有“仰视”的感觉，而山西对河南、河北以及陕西的关中地区就处于居高临下的地势。山西的地理形势使山西具有一种极为有利的内线作战的地位。山西地势高峻，足以俯瞰3面，通向外部的几个交通孔道，多是利于外出而不利于进攻。
可见，山西，表里山河，地势雄固，为华北天然堡垒，拱卫陕甘面北之屏障，在中国整个北方地区具有枢纽性的地位，其地理形势有重要的军事战略意义，历来为兵家的必争之地。
山西的重要战略地位使山西成为历代帝王选择都城的重要地区。中国历史上曾有19个王朝或政权在山西境内建都14处。其中，山西建都最多的古都当属省会太原市。据说全国共有3座龙城，即广西柳州、河南濮阳和山西太原。与另外两座城市得名于美丽动人的传说不同，太原，这片曾经凝聚着王者之气、成就帝王霸业的龙兴之地则是因为造就了一个又一个真龙天子而被当之无愧地誉为龙城。汉文帝将太原称为“龙潜之地”，而另一位乱世枭雄则视太原为“霸府”，他就是高欢。这个骑着岳父的战马参加镇军的穷小子在南北朝军阀混战的烽烟中脱颖而出，最终凭借晋阳左右北魏朝政，奠定了北齐基业，被他的子孙尊崇为高祖神武皇帝。
山西的重要地理形势，也使得山西成为历代兵家的必争之地。由于山西地处中原王朝的北部边陲，历来是汉民族与北方少数民族如匈奴、鲜卑、羯、突厥、契胡、沙陀、契丹等之间进行战争的重要战场。北方少数民族侵入中原王朝，常常先要占领山西，以山西为基地再继续南下，山西也就成为抗击北方游牧民族的前哨。匈奴刘汉灭西晋之战、北魏百年兴亡的历程和五代政权的频繁迭兴均能比较典型地反映出山西在北方的枢纽性地位。
基于山西重要的政治和军事地位，使得历代王朝很重视对山西的经营，在那里构筑关隘，储备军粮，屯驻精兵。国民党晋军从1935年起，即开始在山西大规模构筑国防工事，主要是从正太路的娘子关及以北的龙泉关、平型关等各主要由东向西的通道地区，构筑成有纵深配置之防御工事，为日后防御日本侵略军进攻起到了相当的作用。