正当淞沪会战打得如火如荼的时候，日军在淞沪战场以绝对压倒优势的战局，打得只有招架之力。或许受淞沪战场的刺激，北方战区也迅速完成了进攻山西的新的作战计划。日军中国占领军最高长官东条英机受大本营指派，在天津召开了蒙疆占领军、华北占领军联合作战会议。
军事会议结束，日军大本营严令蒙疆占领军于9月15日发动察哈尔会战，务必于10月20日占领察哈尔。严令华北占领军于九月25日发动娘子关战役，同时要求11月中旬发动太原会战，争取明年二月底完成整个山西的占领。军事会议结束后，蒙疆占领军更名为第一方面军，司令官仍然是西尾寿造大将。华北占领军更名为第二方面军，司令官是寺内寿一大将。
日军第一方面军下辖野战第一军、第二军、第三军。第一军军长川谷有介，下辖第2师团，第8师团、第18师团，第12师团，总兵力十万人。第二军军长寿山谷，下辖第5师团，第22师团，第师团，总兵力十万人。第三军军长大平正方，下辖第25师团，第26师团，第42师团，总兵力8万人。
其中战车第一师团，独立第一骑兵师团，草原复国骑兵军划归司令部直接指挥。另外，从东北新调来的第4，第8重炮旅同样划归司令部指挥。为了加强空中打击力量，为了有效的配合地面进攻，多伦野战机场进驻500架作战飞机，实施空中打击。日军第一方面军总兵力为36万人。
日军第二方面军下辖第四军、第五军、第六军，第四军军长高仓浩二，下辖第4师团，第9师团，第17师团，第21师团，总兵力十万人。第五军军长大岛川雄，下辖第28师团、第三十一师团，第三十三师团，第四十师团，总兵力十万人。第六军军长宫本一郎，下辖第23师团，第49师团，第58师团，第105师团，总兵力十万人。其中战车第一旅团从国内调来，第2、6重炮旅将配合娘子关方面作战。
日军第二方面军第四军、第五军，将投入娘子关方面作战，第六军担任安徽和河南方向的警戒。另外，日军在北平南苑机场投入300架远程轰炸机配合地面作战。同时日军在石家庄迅速开辟了一座小型野战机场，主要是布防战斗机，其目的就是为轰炸机护航。日军投入娘子关方向的作战，总兵力为23万人。
9月15日凌晨，日军出动北平南苑机场的远程轰炸机，首先对天镇防线展开狂轰滥炸，继而日军第8师团、第12师团、第18师团率先在长达50多公里的防线发动急攻。由于第2师团正在恢复期，暂时作为预备队使用。日军在这个进攻方向没有投入战车装甲部队，原因是这条防线是山地，坦克装甲车根本施展不来。
一开始战况就十分猛烈，大同北方战区司令部，滴滴答答的电报声不绝于耳，作战参谋不住的接听电话，随时掌握前线的消息。此时，傅作义望着地图有些焦急说：“难倒我们判断错了，日军重点进攻是天镇、大同方向？林十分冷静说：”我敢断定日军发动的是佯攻，他的意图是调动我们的兵力。你看日军调动了三个师团在50公里长的防线发动急攻，这完全不是日军的作战特点，而且出动全部的远程轰炸机展开空袭，目的非常不明确，最起码他应该选择一处突破点，因此我认为日军的进攻重点仍然是察哈尔方向，日本人的意图就是让我们产生误判。”
傅作义说：“林副指挥，你说得有道理，我也感觉日军突然发动的攻势太猛、太急，有些不合常理，完全失去日军进攻的风格。既然日本人让我们上钩，我们必须做出姿态。电令新三军，派出多股部队，摆出向南开拔的迹象，我想日军的侦察机很快就会发现这个情况。”
太原司令部，彭德怀说：“穆司令，明显看出日军发动的是佯攻，是否把这个情况通报北方战区司令部。”穆亚平说：“我们应该相信北方战区指挥官的判断能力。”话音刚落，北方战区的电报便到了。穆亚平看完电报说：“彭总，他们和我们的看法一样，认为日军发动的是佯攻，他们进攻重点依然是察哈尔防线。”彭德怀说：“日军在天镇防线发动进攻，也有试探虚实的目的，同时积累山地作战的经验。”
穆亚平点点头说：“彭总你分析一下，日军在天镇方向摆上四个师团，一方面造成大兵压境的局势，即便是佯攻也有可能突破的可能，应该告诉前线指挥官，千万不能麻痹大意。另外，日军第2师团没有参加进攻，是否有可能从左侧翼参加会攻察哈尔的可能？”彭德怀说：“有这个可能，应该提醒北方战区指挥部，注意察哈尔的左侧翼。总之察哈尔将面临一场恶战。”
果然次日凌晨，日军在天镇方向攻势锐减。紧接着日军在多伦野战机场出动200架轰炸机，开始空袭察哈尔防线。当天日军兵分三路，集中六个师团在康宝、张北、兴和长达100公里的战线发动了潮水般的攻势。日军进攻的重点是位于防线中部的张北防区。日军的重点突破也在这里，因此日军在张北投入了三个师团，及第二军第5、22、55野战师团。
张北防线是三十三军第七、第八师外加独立第二旅在防守，后部防线是新一军第一师组成纵深防守态势。而总预备队新三军位于乌兰察布，并随时对前方各阵线实施增援作战。如果你站在空中俯瞰，整个张北防线，南北走向、东西走向的战壕，一道又一道，并配合暗堡、坑道形成了星罗棋布的堡垒群，这种纵深防守体系，在战场上还不曾出现过。尽管没有钢筋水泥工事，但是这种全新的防守体系仍然令人震撼。
张北防线左侧C号地区，是独立第二旅在防守。这条长达5公里的防线，是扼守该地区的要道。此处连绵起伏的丘陵草地，突出一道高地，高地右前方是一片洼地，视野非常开阔。第二旅旅指挥部就位于高地中部的15号主阵地。此时，日军的轰炸机飞走了，旅长朱日成拍打了一上的尘土说：“告诉弟兄们不要慌，下一步日军将要面临我们的雷区，够他们折腾一阵子，我们先瞧热闹吧！”
参谋长在旁边放下望远镜说：“旅长！我们在察哈尔折腾几年了，弟兄们早就憋的嗷嗷叫，看来我们的幸苦没有白费，穆司令的战略远光何等了得。前段时间沽源、兔儿山打的热闹，弟兄们早就看的眼热。”
话音刚落，一名副官进来禀报：“旅座，方才日机轰炸时，逃跑了12名逃兵，现在已经抓回，下面请示如何处理。”“妈的临阵月兑逃就是死罪，都给我枪毙了！”朱日成果断说。副官刚要出去，朱日成喊道：“且慢！妈的枪毙了他们便宜了，把他们全部拉上一线阵地，用绳子捆住他们的脚固定在阵地上，他们不是怕死吗，就让他们尝一尝日军的轰炸和炮火，至于他们能不能生还就看他们的造化了。”
参谋长在旁边说：“旅座！不知上面是怎么想的，居然把这样一批人送上前线，我们的兵员不是很充足吗？干嘛让这些犯人来一线?”朱日成说：“我也不知什么意思，大概是增加我们的力量吧！”独立第二旅是四个团编制、6000人马。
上个月朱日成接到战区指挥部命令，让他接纳2000新兵，上面一再要求这些新兵都是被特设的死刑犯和在押犯人，让他无条件的接纳。战争爆发后，穆亚平考虑山西境内包括西北各省，在押犯人有十来万人，考虑到看押他们需要人手，同时避免不安定因素，因此穆亚平决定，无论是死刑犯和普通犯人一律特赦，但是前提是必须上战场。穆亚平的想法很简单，这些犯人都是桀骜不驯之徒，很多人都是在刀头舌忝血的日子里混过，他们绝大部分都是经年土匪，让他们去一线作战或许能发挥一定的作用。
整个山西被特赦的犯人大约有5万人，他们全部被分配到一线部队。大概考虑到朱日成以前有过土匪的经历，因此给他分配的人最多。一个月来朱日成使用各种手段，很快把这帮犯人驯服的服服帖帖。就拿方才他对付逃兵的招数，足见他的手段。
这时电话铃声响了，一名参谋拿起电话，“报告旅座，前线指挥部电话！”朱日成接过电话啪的一个立正说：“报告师座，日军没有动静，到现在为止日军轰炸机飞走后，依然没有炮击。”“是！请师座放心，我会密切注意日军的动向随时报告！”
朱日成放下电话说：“师座告知，日军在正面和右翼已经发动进攻，他妈的我们这里反而没有动静，对面的日本人想什么那。”这时天空又传来轰鸣声，日军第二批次空袭又开始了。
外面猛烈的爆炸声震耳欲聋，参谋长大声说：“日本人难道是用飞机占领我们的阵地？”朱日成同样大声说：“这样也好，让弟兄们真实的感受一下战争的气氛，就当给我们练兵了。”
独立第二步兵旅划归位于A区的第7师指挥，第7师师长是王静国。第7师主要是担负张北正面和左翼防守。担任右翼防守的第8师，这个师是从沽源防线撤下来的。整个张北防线，新一军第一师担任后部纵深防御，另外有3万预备兵员随时对战场实行补充。哪嘛不算炮兵部队整个张北防线投入步兵防守部队大约7万8千人。
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