1937年8月，紅一軍團4師改編為八路軍115師343旅686團。
楊勇改任為686團副團長，團長是李天佑，楊勇任為686團副團長，實際上相當於擔任政治委員。
115師當時的任務是向靈丘開進，阻擊日軍。開進途中，到處見到國民黨第33軍潰敗的官兵。
楊勇
楊勇叫住了一個國民黨兵想了解一下日軍情況，這個國民黨兵只是不住地說日本人太厲害了，
但一問詳情，他竟然連日軍的影子都沒見到。由於國民黨軍不戰而退，115師尚未趕到，靈丘已經失守。
因此,林彪、聶榮臻決心利用平型關有利的地形伏擊日軍，打一個大勝仗。李天佑、楊勇率686團在老爺廟附近設伏。
戰鬥打響後，日軍初期雖然有些混亂，但很快組織反擊，他們企圖搶占公路北端的制高點——老爺廟。
李天佑果斷地命令三營：「不要怕傷亡，猛沖上去，一定要拿下老爺廟。」
「老李，指揮所裏的任務給你了。我跟三營一起上去。」楊勇的勇氣勃發，身先士卒帶三營向老爺廟沖去。
老爺廟終於奪下來了，楊勇的左臂卻被炮彈炸傷，這是楊勇第三次負傷了。但楊勇只是簡單地包紮了一下傷口，堅持在他的指揮位置上。
平型關大捷，我八路軍殲滅日軍侵略軍精銳的板垣師團21旅團1000多人，聲威大振，粉碎了日軍不可戰勝的神話，
楊勇也翻到了日軍的底牌，為他日後指揮的一個又一個殲滅戰打下了基礎。3月間，楊勇帶343旅686團，在蒲縣到午城之間三戰三捷，殲滅日軍近千人，汽車數十輛。
衛立煌
日軍為報午城、井溝的一箭之仇，組織了千余人的兵力進行反撲，在大寧附近與國民黨第二戰區副司令長官衛立煌所率領的從黃河西東撤的部隊相遇，雙方激戰起來。
衛立煌不敵日軍的攻勢，退了下來。日軍窮追不舍，仗一個接一個，打得非常艱苦，最後衛立煌帶領的部隊被打散了，形勢非常嚴峻。
衛立煌懷疑自己的部隊裏有奸細，不敢太相信了，便與其參謀長郭寄嶠等人來到115師，一方面請求支援，另一方面也能保證安全。
在這危急關頭，115師代師長陳光以大局為重，命令楊勇在白兒裏阻擊日軍，掩護友軍衛立煌部東進。
面對蜂擁而進的強敵，形勢是險惡的。楊勇有個怪脾氣，對手越強，形勢越險惡，他就越興奮，鬥誌越旺，勇氣倍增。
他沈著鎮定地指揮部隊從白兒裏山峴口上向後轉移，命令團直屬隊教導員方國南帶領特務連迅速占領白兒裏山峴有利的地形阻擊日軍，以爭取必要的時間。
特務連上去了，他們利用兩面的懸崖峭壁構築野戰工事，抱著沒上級後撤的命令，寧死也不後退半步的堅強決心，
英勇奮戰，頑強阻擊瘋狂進攻的日軍，硬是擋住了配有飛機、大炮助陣的日軍的進攻。
戰鬥中，楊勇陪同衛立煌在後方陣地上用望遠鏡仔細地觀察著戰鬥的情況。前方拼殺的場面驚心動魄，密集的槍炮聲和飛機的轟鳴聲震耳欲聾。
槍彈鏟倒山腰上的樹木，炮彈又挖出埋在地下的樹根，炸起的塵煙罩住了整個山頭，一點也分不清雙方究竟在什麽位置。
衛立煌手持望遠鏡看了一會，對楊勇說：「戰鬥打得很激烈！請問楊團長，在前面打阻擊的是貴軍多少個團的兵力?」
「只有686團的一個連，」楊勇答道。「一個連?不！楊團長請不要說笑話，一個連怎麽能擋住這麽多敵人的連續攻擊?」
「這是真的！如果衛將軍真的不相信，一會他們撤下來時，你查查人數就清楚了。」楊勇不緊不慢地告訴衛立煌。
「耳聽為虛，眼見為實。我一定要親眼看個究竟！」衛立煌這個黃埔軍校一期的高材生，在國民黨將領中是個善於帶兵，比較認真的人物。 。
傍晚，楊勇向擔任阻擊任務的特務連下達了後撤的命令，衛立煌也真的站下來等著清點人數。當看到果然只有200余人從前線撤回，而且還繳獲了敵軍的戰馬時，衛立煌信服了。
他感嘆道：「楊團長，如果我有像貴軍這樣的一個團，恐怕會打遍天下無敵手了。」
楊勇笑了笑，說：「衛將軍，一個團的能力總是有限的，我們八路軍的每個團都和686團一樣．
楊勇
真正的力量來源於民眾，來自於千百萬覺醒了的勞苦大眾，那才是所向無敵的力量。」
「楊團長，這次多虧了貴軍鼎力相助，才使衛某轉危為安，多謝了。」
「抗日一家，不必言謝嘛。」
「我準備撥10萬發子彈給貴軍，以資軍用，不知楊團長意下如何?」
這件事使衛立煌對共產黨和八路軍有了極為深刻的認識，以致於此後衛立煌多次違背蔣介石的旨意幫助八路軍，特別是竟然要求加入共產黨。
遼沈戰役國民黨軍失敗後，蔣介石派飛機將衛立煌接到南京，並軟禁起來，使衛立煌徹底認清了 對蔣介石的反動本質，終於脫離虎口，回到人民的一邊。
