8月21日，提前改编的115师在陕西三原县云阳镇召开了隆重的出征誓师大会。大会由参谋长周昆、政训处主任罗荣桓主持。115师全体指战员庄严宣誓：“为了民族，为了国家，为了同胞，为了子孙，坚决抗战到底！”22日，在周昆、罗荣桓的率领下，115师主力分批出发，率先奔赴山西抗日前线。30日，部队进抵黄河西岸的韩城芝川镇，31日东渡黄河，向晋东北恒山地区挺进。9月7日，在山西省侯马车站换乘火车，沿同蒲铁路继续北上。当时，为了加快行军速度，考虑细致的周昆安排师司令部作战科长王秉璋以“运输司令”的临时头衔到侯马车站跟阎锡山的代表交涉，联系铁路运输事宜。日军疯狂进犯，阎锡山感到形势严峻，急切希望八路军上前线，因此，整个交涉过程比较顺利。

正当115师向晋东北抗日前线挺进时，日军已侵入山西境内，一路经大同进逼雁门关，一路由蔚县、广灵经灵丘向平型关方向进攻。部队到达原平后，罗荣桓率师政治部、骑兵营等部队东进至河北阜平一带，开辟根据地。9月23日，八路军总部命令115师向平型关、灵丘出动，侧击日军。当日夜，115师师部率主力进至平型关以东之冉庄、东长城村地域。24日夜，周昆组织营以上干部勘察地形，次日拂晓前完成了平型关作战的部署和准备。

9月25日，115师主力于平型关附近伏击日军精锐第5师团21旅团辎重部队一部，歼敌1000余人，击毁汽车79辆、摩托车3辆。缴获长短枪500余支、轻重机枪21挺、大车200余辆等大量军用物资。这是八路军出师抗日取得的第一个大胜仗，它打破了“日军不可战胜”的神话，极大地振奋了爱国军民奋起抗战的必胜信心。看着满沟侵略者的尸体和烧毁的日军车辆，周昆的内心也是激荡无比，但他绝不会想到，不到半年，他的人生将发生天翻地覆的改变。

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