灵丘县属革命老区，在中国抗战史和解放战争史上做出了不朽的贡献，又因平型关大捷而闻名中外。著名的三五九旅在王震旅长的率领下在这里战斗、生活，国际共产主义战士白求恩在这里救死扶伤，众多老一辈无产阶级革命家留下的革命足迹，更使灵丘成为中外闻名的革命圣地。
平型关大捷遗址位于灵丘县城西南30公里的蔡家峪、小寨、白崖台、乔沟一带。平型关是灵丘通往太原的一个重要关隘，是晋东北的咽喉要道，战略地位十分重要，自古即为兵家必争之地。著名的平型关大捷就发生在这里。
1937年“七七事变”爆发后，日军向我华北地区大举进犯。为了挽救民族危亡，根据国共两党协议，红军主力改编为国民革命军第八路军，下辖第一一五师、第一二。师、第一二九师。改编后，八路军第一一五师作为抗日先遣部队率先东渡黄河向晋东北抗日前线挺进。
为推动山西抗战，中共中央代表周恩来和八路军领导人朱德、彭德怀，与第二战区司令长官阎锡山商定，由国民党军队正面坚守平型关一线阵地，八路军第一一五师在平型关东侧配合守军作战，第一二○师在忻县、原平一带集结，相继袭击进犯雁门关的敌人。
1937年9月中下旬，日军第五师团先后侵占蔚县、广灵、浑源、涞源和灵丘，直趋平型关，企图与南下雁门关的关东军察哈尔派遣兵团汇合，占领山西省会太原。第二战区根据日军进犯路线，制定了平型关作战计划，组织两个集团军8万余人，部署在平型关、东跑池、团城口、茹越口至雁门关一线，阻止日军突破内长城防线。
9月22日， 日军旅团长三浦敏事率第五师团第二十一旅团步兵、炮兵4个大队，向平型关一线中国守军阵地实施正面攻击，第二十一旅团联队长粟饭原秀率两个大队从平型关右侧进攻团城口。
面对来犯之敌，中国守军各个阵地官兵奋勇还击。在鹞子涧争夺战中，守军官兵英勇作战，但因弹尽粮绝，团长程继贤以下近千人为国捐躯。日军虽几次增兵，但始终未能突破平型关守军防线。
为配合第二战区平型关作战，1937年9月23日凌晨，八路军总部电令第一一五师机动侧击进攻平型关之敌。当日上午9时，第一一五师副师长聂荣臻与第三四四旅旅团军官及师直科长以上干部，从灵丘下关赶到上寨，与先期到达的师长林彪会合。
师领导在上寨会合后，随即召开作战会议。事先做过现场侦察的林彪提出了作战方案，会议决定利用乔沟一带的险要地形伏击日军。
午后，一一五师在上寨小学校（北堂寺）召开了连以上干部参加的动员会。师长林彪宣布了作战方案，布置了各旅、团的作战任务。
林彪在动员会上，分析战局，介绍了敌情后说：“我们要在日寇进攻平型关时，利用这一带的有利地形，从侧后猛击一拳，打一个大胜仗。给敌人一个打击，给友军一个配合，给人民一个振奋！”
副师长聂荣臻进行了战前政治动员，号召全师指战员不辜负党中央和全国人民的期望，担当起救国救民的重任。他说：“这是我们同日本侵略军的第一次交锋，全国人民都看着我们，这个仗必须打好，打出八路军的威风来！”八路军官兵个个斗志昂扬，誓言坚决打好八路军出师抗日第一仗。
正在开会之间，一一五师接到总部转来第二战区的作战指示，要求一一五师24日拂晓配合晋绥军夹击平型关外的敌人。由于时间紧迫，师部提前结束动员会，各级指战员立即回部队做战前准备。
师部正要出发，又收到八路军总部来电，告知平型关出击时间改在25日凌晨。午夜时分，一一五师各部均到达指定地点隐蔽待命，并派出侦察、警戒部队，断绝行人，封锁消息。
在距平型关15公里的冉庄村，深夜突然来了这么多抗日的部队，村里的老百姓非常高兴，急忙腾出房子，烧开水，还端来了地方风味小吃苦荞凉粉、过年时才能吃到的油炸糕和灵丘特产黄烧饼，招呼部队进屋休息。但战士们不打扰群众，就在大街上、村外的场地上休息。
战士们忙着擦拭武器，分配弹药。每个人不过100发子弹和两颗手榴弹。但谁都明白，为什么要打这一仗。随便问一个战士：“你准备怎么打这仗？”他都会这样回答你：“冲锋在前，誓死杀敌！”
住在杜振威四合院正房里的林彪和聂荣臻仍在秉烛研究作战方案。24日早饭后，部队开始了紧张的战前准备。聂荣臻带领营以上干部到设伏地区察看地形。
傍晚，师部收到了第二战区大营前线送来的《25日平型关出击计划》，决定晋绥军8个团分别从团城口、东跑池、平型关正面出击，要求一一五师配合行动，夹击进攻平型关之敌。
林彪、聂荣臻根据“出击计划”要求，对部队进行了安排部署。侦查分队报告，明日日军有增援平型关的迹象，二人立即电告独立团团长杨成武：“要不惜一切代价阻击西援平型关之敌，保证师主力平型关伏击战的胜利。”
回头再说一一五师独立团，根据师部统一部署，9月23日下午5时许，从下寨南、上寨南出发，当晚宿营上、下北泉村，同样为了不打扰当地群众，部队在村外驻扎。
24日早晨部队向腰站村开进。上午10时左右，一营尖刀排在白羊铺村与日军侦察小队30余人相遇，战士们一齐开火将敌人打得四散奔逃。
下午3时，部队到达指定地点，在驿马岭下的腰站村集结待命。就在此时，传来师部不惜一切代价阻击西援平型关之敌的急电。
杨成武团长接到命令，首先到村南山头上观察驿马岭一带地形，然后作出军事部署：一营占领隘口下两侧山头，构筑工事，正面阻击敌人；二营进抵灵丘至广灵间的三山村，阻击广灵方面敌人援兵；三营为预备队，与团直属队一起行动。
各营立即赶赴指定地点。此时下起了大雨，而且越下越大，战士们一个个在自己的位置上冒雨待命。
将近午夜时分，林彪、聂荣臻的房间里还亮着灯光。为了首战告捷，二人怀着紧张而又激动的心情，毫无睡意，对25日作战可能出现的各种情况进行了仔细的分析，确定了应急对策。
午夜12时，部队摸黑向乔沟一线设伏地点开进。途中下起了大雨，部队就冒雨摸索前进。
25日天亮前，全师各团按时进入伏击阵地。林彪、聂荣臻指挥所就设在乔沟南侧1公里处的小山头上。
通往各团的电话线刚刚架通，第六八七团的侦察参谋跑来报告，日军增援部队及辎重部队已从灵丘城向西开来。林彪立即命令各团隐蔽好，做好战斗准备。
25日早晨7时许，敌人气势汹汹地进入我军伏击圈——乔沟。
当日军先头部队缓缓通过乔沟西段，进入六八五团设伏地域时，林彪一声令下，三颗红色信号弹腾空而起。中国共产党领导的八路军与日本侵略者的第一次大战打响了。
此时，埋伏在战场西段，承担着消灭日军先头部队任务的六八五团团长杨得志同志手枪一响，全团机枪、步枪、手榴弹一齐开火，顿时把敌人的五六辆汽车打瘫在狭窄的公路上。
车上的敌人乱作一团，慌乱之间纷纷跳下汽车寻找掩体，八路军战士猛冲到土路上同敌人拼杀在一起。
日军毕竟还是训练有素，日军军官很快镇定下来组织反击，抢占有利地形，与我军展开了阵地争夺战，战斗进行得十分激烈。
战士们满怀对日本侵略军的民族大恨，不怕牺牲，浴血奋战，各营连干部都身先士卒，冲锋在前。
五连部署在阵地前沿，面对凶残的日军，战士们毫不畏惧，个个如猛虎下山，与敌人拼杀在一起，连长曾贤生接连消灭了十几个敌人，身负重伤后被敌人包围，他拉响最后一颗手榴弹与敌人同归于尽。
经过5个多小时的战斗，终将敌人先头部队200多人消灭，八路军也付出了不小的代价。
在乔沟主战场担任伏击任务的是八路军第六八六团，这里战线长、任务艰巨。战斗打响后，团长李天佑指挥各营将敌人分割成数段，各个击破。
一阵猛烈扫射之后，八路军战士蜂拥冲下沟内，与敌人短兵相接，拼起刺刀来。
战斗正在激烈进行之际，一名日军军官指挥日军向乔沟西端土桥东北的老爷庙高地冲去，企图占领制高点以掌握主动权。
团长李天佑发现情况危急，立即命令三营冲过去与敌人抢占老爷庙梁上的制高点。由于刚下过大雨，道路、山坡泥泞，战士们几次冲锋都未见效。
副团长杨勇看着战士们一个个倒下去，心痛万分，一抽身冲入阵地亲自指挥战斗，突然一颗罪恶的子弹飞来，杨团长负伤倒下。
营长邓克明和战士们一起与敌人拼杀，也不幸身负重伤。
这时，敌人派来6架飞机在老爷庙上空助战，但终因敌我双方混战在一起，无法施展空中优势，只好飞走了。
在六八五团、六八七团的配合下，六八六团终于把老爷庙前的四五百余名敌人消灭掉，夺回了老爷庙高地。老爷庙争夺战是整个平型关战役中最惨烈的一幕。
担任断尾和阻援任务的第三四四旅六八七团，伏击阵地在乔沟以东。团长张绍东的指挥所设在小寨村南制高点的龙王庙内，徐海东旅长随团指挥。
当敌人的队伍大部分进入乔沟时，徐海东、张绍东指挥部队向小寨村的南公路上的敌人发起猛烈的攻击，刚进入沟内的敌军还没缓过神来就倒下一片。
这时，村西公路上的敌人在一名尉官的指挥下向我三营阵地反击，十一连、十二连面对强敌毫不畏惧，冲下来与敌人拼斗在一起。
九连战士在副连长郭春林带领下，很快消灭了占领路北一片谷地的敌人。突然，一个鬼子见郭春林负了伤，乘机向他扑来，郭连长正想用驳壳枪还击敌人，忽听“扑通”一声，鬼子便倒在了血泊中，原来是从后面赶来的二排长一刺刀将敌人穿了个透心凉。
在乔沟东口至小寨村的敌人被消灭后，三营又集中兵力向敌军大车队压缩，押车的敌军大部分被打死。战斗中，与三营一起，身在前沿指挥的副团长田守尧身负重伤。
下午3时，一股从灵丘城出援的敌人在坦克的掩护下，向第六八七团二营七连控制的小寨与蔡家峪之间的阵地发起攻击，经过激烈战斗，日军被击溃，丢下一片死尸逃回灵丘县城。
乔沟主战场正在激战中，由涞源方面西进支援平型关的日军进入了独立团阻击圈。一连率先消灭了先期进入公路的几十个敌军后，连长张德仁立即带领战士们向隘口冲去。刚冲到半山腰，就遭到敌人七八挺机枪扫射，张连长不幸牺牲。
二连一排“麻排长”率战士们爬到隘口左上方一块巨石后面，全排战士立即向敌群甩出一排手榴弹，然后冲进隘口，与敌人拼刺在一起，敌人死伤四五十人。“麻排长”和大部分一排的战士们牺牲在隘口上。
与此同时，教导员张文松和副营长袁升平带领一部分战士占领了隘口南侧高地，正准备居高临下痛击敌人，不料从附近小树林里飞来一颗子弹，教导员中弹牺牲。副营长袁升平端起机枪愤怒地向敌人猛扫，敌人倒下一大片。独立团驿马岭阻击战歼灭日军300余人，残敌向涞源逃去。
下午4时，经过7个多小时的激烈战斗，乔沟一线的战斗基本结束。师部命令部队边追击残余敌人边清理战场，同时电告杨成武独立团，伏击战基本结束，并表扬独立团胜利完成了阻击任务。
各团相继向师部报告战果。此次战斗，我军共歼敌1000余人（不含独立团战果） ，击毁敌汽车100余辆、大车200余辆，缴获九二式迫击炮一门、轻重机枪20余挺、步枪1000余支、掷弹筒20多个、战马53匹、日币30余万元，还有大批食品、军用被服和一批文件、地图、军旗、通讯器材等。我军战斗伤亡600余人。
八路军首战大捷，是抗战全面爆发以来中国军队的第一个大胜仗。消息传开，举国欢腾，世界震惊。这一胜利大长了中国人的志气，有力打击了日本侵略军的嚣张气焰，毁灭了“日军不可战胜”的神话，提高了中国共产党和八路军的威望，对抗日战争产生了深远的影响。在中国抗日战争史上写下了光辉的一页。
平型关战役遗址于1961年被国务院公布为首批“全国重点文物保护单位”，1970年由北京军区决定建成平型关大捷纪念馆，之后成为灵丘县“红、古、绿”三色旅游之“红色”旅游景区代表开始接待游客。2001年被中宣部确定为全国爱国主义教育示范基地。2005年被列入全国100个红色旅游经典景区和30条红色旅游精品路线。
