正當淞滬會戰打得如火如荼的時候，日軍在淞滬戰場以絕對壓倒優勢的戰局，打得只有招架之力。或許受淞滬戰場的刺激，北方戰區也迅速完成了進攻山西的新的作戰計劃。日軍中國佔領軍最高長官東條英機受大本營指派，在天津召開了蒙疆佔領軍、華北佔領軍聯合作戰會議。
軍事會議結束，日軍大本營嚴令蒙疆佔領軍于9月15日發動察哈爾會戰，務必于10月20日佔領察哈爾。嚴令華北佔領軍于九月25日發動娘子關戰役，同時要求11月中旬發動太原會戰，爭取明年二月底完成整個山西的佔領。軍事會議結束後，蒙疆佔領軍更名為第一方面軍，司令官仍然是西尾壽造大將。華北佔領軍更名為第二方面軍，司令官是寺內壽一大將。
日軍第一方面軍下轄野戰第一軍、第二軍、第三軍。第一軍軍長川谷有介，下轄第2師團，第8師團、第18師團，第12師團，總兵力十萬人。第二軍軍長壽山谷，下轄第5師團，第22師團，第師團，總兵力十萬人。第三軍軍長大平正方，下轄第25師團，第26師團，第42師團，總兵力8萬人。
其中戰車第一師團，獨立第一騎兵師團，草原復國騎兵軍劃歸司令部直接指揮。另外，從東北新調來的第4，第8重炮旅同樣劃歸司令部指揮。為了加強空中打擊力量，為了有效的配合地面進攻，多倫野戰機場進駐500架作戰飛機，實施空中打擊。日軍第一方面軍總兵力為36萬人。
日軍第二方面軍下轄第四軍、第五軍、第六軍，第四軍軍長高倉浩二，下轄第4師團，第9師團，第17師團，第21師團，總兵力十萬人。第五軍軍長大島川雄，下轄第28師團、第三十一師團，第三十三師團，第四十師團，總兵力十萬人。第六軍軍長宮本一郎，下轄第23師團，第49師團，第58師團，第105師團，總兵力十萬人。其中戰車第一旅團從國內調來，第2、6重炮旅將配合娘子關方面作戰。
日軍第二方面軍第四軍、第五軍，將投入娘子關方面作戰，第六軍擔任安徽和河南方向的警戒。另外，日軍在北平南苑機場投入300架遠程轟炸機配合地面作戰。同時日軍在石家莊迅速開闢了一座小型野戰機場，主要是布防戰斗機，其目的就是為轟炸機護航。日軍投入娘子關方向的作戰，總兵力為23萬人。
9月15日凌晨，日軍出動北平南苑機場的遠程轟炸機，首先對天鎮防線展開狂轟濫炸，繼而日軍第8師團、第12師團、第18師團率先在長達50多公里的防線發動急攻。由于第2師團正在恢復期，暫時作為預備隊使用。日軍在這個進攻方向沒有投入戰車裝甲部隊，原因是這條防線是山地，坦克裝甲車根本施展不來。
一開始戰況就十分猛烈，大同北方戰區司令部，滴滴答答的電報聲不絕于耳，作戰參謀不住的接听電話，隨時掌握前線的消息。此時，傅作義望著地圖有些焦急說︰「難倒我們判斷錯了，日軍重點進攻是天鎮、大同方向？林十分冷靜說︰」我敢斷定日軍發動的是佯攻，他的意圖是調動我們的兵力。你看日軍調動了三個師團在50公里長的防線發動急攻，這完全不是日軍的作戰特點，而且出動全部的遠程轟炸機展開空襲，目的非常不明確，最起碼他應該選擇一處突破點，因此我認為日軍的進攻重點仍然是察哈爾方向，日本人的意圖就是讓我們產生誤判。」
傅作義說︰「林副指揮，你說得有道理，我也感覺日軍突然發動的攻勢太猛、太急，有些不合常理，完全失去日軍進攻的風格。既然日本人讓我們上鉤，我們必須做出姿態。電令新三軍，派出多股部隊，擺出向南開拔的跡象，我想日軍的偵察機很快就會發現這個情況。」
太原司令部，彭德懷說︰「穆司令，明顯看出日軍發動的是佯攻，是否把這個情況通報北方戰區司令部。」穆亞平說︰「我們應該相信北方戰區指揮官的判斷能力。」話音剛落，北方戰區的電報便到了。穆亞平看完電報說︰「彭總，他們和我們的看法一樣，認為日軍發動的是佯攻，他們進攻重點依然是察哈爾防線。」彭德懷說︰「日軍在天鎮防線發動進攻，也有試探虛實的目的，同時積累山地作戰的經驗。」
穆亞平點點頭說︰「彭總你分析一下，日軍在天鎮方向擺上四個師團，一方面造成大兵壓境的局勢，即便是佯攻也有可能突破的可能，應該告訴前線指揮官，千萬不能麻痹大意。另外，日軍第2師團沒有參加進攻，是否有可能從左側翼參加會攻察哈爾的可能？」彭德懷說︰「有這個可能，應該提醒北方戰區指揮部，注意察哈爾的左側翼。總之察哈爾將面臨一場惡戰。」
果然次日凌晨，日軍在天鎮方向攻勢銳減。緊接著日軍在多倫野戰機場出動200架轟炸機，開始空襲察哈爾防線。當天日軍兵分三路，集中六個師團在康寶、張北、興和長達100公里的戰線發動了潮水般的攻勢。日軍進攻的重點是位于防線中部的張北防區。日軍的重點突破也在這里，因此日軍在張北投入了三個師團，及第二軍第5、22、55野戰師團。
張北防線是三十三軍第七、第八師外加獨立第二旅在防守，後部防線是新一軍第一師組成縱深防守態勢。而總預備隊新三軍位于烏蘭察布，並隨時對前方各陣線實施增援作戰。如果你站在空中俯瞰，整個張北防線，南北走向、東西走向的戰壕，一道又一道，並配合暗堡、坑道形成了星羅棋布的堡壘群，這種縱深防守體系，在戰場上還不曾出現過。盡管沒有鋼筋水泥工事，但是這種全新的防守體系仍然令人震撼。
張北防線左側C號地區，是獨立第二旅在防守。這條長達5公里的防線，是扼守該地區的要道。此處連綿起伏的丘陵草地，突出一道高地，高地右前方是一片窪地，視野非常開闊。第二旅旅指揮部就位于高地中部的15號主陣地。此時，日軍的轟炸機飛走了，旅長朱日成拍打了一上的塵土說︰「告訴弟兄們不要慌，下一步日軍將要面臨我們的雷區，夠他們折騰一陣子，我們先瞧熱鬧吧！」
參謀長在旁邊放下望遠鏡說︰「旅長！我們在察哈爾折騰幾年了，弟兄們早就憋的嗷嗷叫，看來我們的幸苦沒有白費，穆司令的戰略遠光何等了得。前段時間沽源、兔兒山打的熱鬧，弟兄們早就看的眼熱。」
話音剛落，一名副官進來稟報︰「旅座，方才日機轟炸時，逃跑了12名逃兵，現在已經抓回，下面請示如何處理。」「媽的臨陣月兌逃就是死罪，都給我槍斃了！」朱日成果斷說。副官剛要出去，朱日成喊道︰「且慢！媽的槍斃了他們便宜了，把他們全部拉上一線陣地，用繩子捆住他們的腳固定在陣地上，他們不是怕死嗎，就讓他們嘗一嘗日軍的轟炸和炮火，至于他們能不能生還就看他們的造化了。」
參謀長在旁邊說︰「旅座！不知上面是怎麼想的，居然把這樣一批人送上前線，我們的兵員不是很充足嗎？干嘛讓這些犯人來一線?」朱日成說︰「我也不知什麼意思，大概是增加我們的力量吧！」獨立第二旅是四個團編制、6000人馬。
上個月朱日成接到戰區指揮部命令，讓他接納2000新兵，上面一再要求這些新兵都是被特設的死刑犯和在押犯人，讓他無條件的接納。戰爭爆發後，穆亞平考慮山西境內包括西北各省，在押犯人有十來萬人，考慮到看押他們需要人手，同時避免不安定因素，因此穆亞平決定，無論是死刑犯和普通犯人一律特赦，但是前提是必須上戰場。穆亞平的想法很簡單，這些犯人都是桀驁不馴之徒，很多人都是在刀頭舌忝血的日子里混過，他們絕大部分都是經年土匪，讓他們去一線作戰或許能發揮一定的作用。
整個山西被特赦的犯人大約有5萬人，他們全部被分配到一線部隊。大概考慮到朱日成以前有過土匪的經歷，因此給他分配的人最多。一個月來朱日成使用各種手段，很快把這幫犯人馴服的服服帖帖。就拿方才他對付逃兵的招數，足見他的手段。
這時電話鈴聲響了，一名參謀拿起電話，「報告旅座，前線指揮部電話！」朱日成接過電話啪的一個立正說︰「報告師座，日軍沒有動靜，到現在為止日軍轟炸機飛走後，依然沒有炮擊。」「是！請師座放心，我會密切注意日軍的動向隨時報告！」
朱日成放下電話說︰「師座告知，日軍在正面和右翼已經發動進攻，他媽的我們這里反而沒有動靜，對面的日本人想什麼那。」這時天空又傳來轟鳴聲，日軍第二批次空襲又開始了。
外面猛烈的爆炸聲震耳欲聾，參謀長大聲說︰「日本人難道是用飛機佔領我們的陣地？」朱日成同樣大聲說︰「這樣也好，讓弟兄們真實的感受一下戰爭的氣氛，就當給我們練兵了。」
獨立第二步兵旅劃歸位于A區的第7師指揮，第7師師長是王靜國。第7師主要是擔負張北正面和左翼防守。擔任右翼防守的第8師，這個師是從沽源防線撤下來的。整個張北防線，新一軍第一師擔任後部縱深防御，另外有3萬預備兵員隨時對戰場實行補充。哪嘛不算炮兵部隊整個張北防線投入步兵防守部隊大約7萬8千人。
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