总部的战役行动命令下达后，各根据地军民情绪热烈，出击兵团迅即掀起练兵爆破热潮，从总部到各师旅团，参谋人员都出动侦察。129师385旅旅长陈锡联回忆说：“我们这些旅的干部，当时都化了装去铁路沿线侦察地形。”侦察人员还深入虎穴，在群众的掩护下，在敌人的交通线两侧村庄、大小据点实地侦察。有的还乘上正太路的列车，把沿线情况一览无遗。日本华北方面军参谋长在战役发动后的10月23日向日本陆军次长所作的报告中，关于《袭击前的一般征兆》一段内加注说：“独立混成第四旅团司令部所在地的阳泉，在盂兰盆会期间发现很多平日未曾见过的健壮男子前来游逛，市场上卖东西的人，有半数改换了新人。事后查明，从8月前后经常出入阳泉车站的一个男子，据说是共军某部的参谋长。”
战役其他准备工作，如粮食和破路器材的筹集、兵站的建设、伤员的转运、向敌占区的宣传等，都按总部要求迅速完成。
129师师长刘伯承、政委邓小平，把师前线指挥部设在抵近正太路的和顺县石拐村。晋察冀军区司令员聂荣臻，把前线指挥部设在有名的井陉煤矿附近的小山村洪河槽。
在距正太路和同蒲线接头处不远的徐沟县，民兵很快动员起来，扛起了破路工具，精神百倍。大家兴奋地传言，“这好像是八月十五杀挞子哩!”
一切就绪，只待时辰一到，给万恶的日寇以沉重的打击。
日本觉察到八路军在集结兵力，但它收集到的情报欺骗了它，它上了彭德怀的当。事后，它的参谋部懊丧地总结：“共军移动和集结兵力，扬言是要与中央军一战，这就巧妙地转移、引诱、欺骗了日军的注意力，从而大规模地集结其兵力。”