在做好战斗准备之后，9月24日，召开了全师营以上干部战斗动员大会。师长林彪宣布了作战部署。聂荣臻进行了政治动员，强调为什么要打这一仗?为什么必须打好这一仗?他说，这一仗必须打胜!在“恐日病”和“亡国论”到处流行的时候，党中央和全国人民都在企盼着八路军出师后的第一个捷报。中华民族正在经历着巨大的考验，我们共产党人一定要担当起救国救民的重任。我们面对的是武器精良、训练有素的日军第五师团，在日军中颇有名气，等待我们的将是一场恶战，必须做好充分的准备。作战动员使指战员群情激奋，纷纷表示杀敌立功。这场战斗进行得异常惨烈。透过望远镜，聂荣臻看到经过武士道训练的日军虽然失去指挥，仍进行顽强抵抗。八路军指战员前仆后继，连伤员也与敌人伤兵扭打在一起，互相用牙齿咬，用拳头打……清理战场时，人们发现有位战士与敌人拼刺刀时，双方的刀同时刺向对方胸膛，一齐倒在血泊中。这场血战以歼灭日军1000余名而结束。平型关战斗的胜利，粉碎了日军不可战胜的神话，提高了共产党和八路军的声威。毛泽东于次日致电朱德、彭德怀，“庆祝我军的第一个胜利”，称赞“平型关的意义正是一场最好的政治动员”。
