太原是山西的省會，位於太原盆地的北端，同蒲鐵路和正太鐵路交會於此，是全省政治、軍事、經濟、文化的中心，也是華北重要的工業基地之一，自古即是軍事要地，因此成爲日軍侵略華北的重要目標。太原會戰涉及的地理範圍爲北起內長城線，南至太原盆地，西臨黃河，東迄河北省境。這一地區山地丘陵居多，地形崎嶇。北面恆山爲東北、西南走向，山勢峻拔，古稱“北嶽”;西面有呂梁山，山勢雄偉，山脈連綿，主要山峯有蘆芽山、管涔山、雲中山、黑茶山，海拔均在2000米以上;南有系舟山，爲太行山的餘脈;東有太行山、五臺山。五臺山主峯北臺葉鬥峯，海拔2894米，是華北最高峯。在五臺山、系舟山、雲中山之間，是忻(縣)定(襄)盆地，地勢平坦。而在此盆地的北端有一條東北、西南走向的山樑，海拔1200米左右，長約數十公里。雲中河沿山樑北麓而流，樑與河構成了一堵南北之間的天然屏障，成爲防禦作戰的理想地點。在忻定盆地的南端便是系舟山。此山海拔1800米左右，爲汾河與滹沱河的分水嶺，是忻定盆地與太原盆地的界山，自然成爲太原北端的屏障。山上有古關隘石嶺關，爲古今用兵之地。太原盆地以東，除陽泉盆地外，均爲山地。正太鐵路穿行其中。晉、冀交界處即爲太行山中間著名的娘子關。綜觀全區地理形勢，便於防禦作戰。
1937年10月1日，日本首相召開有外相、陸相和海相參加的四相會議，決定了《處理中國事變綱要》，提出了“結束戰爭方略和十月攻勢”。這個綱要是在日軍大舉向華北地區發動進攻和在上海地區戰爭正在激烈進行之際起草的。日本政府認爲，日軍在華北和上海方面的戰爭正在勝利發展，因此在戰爭進行到一定程度的時候與南京政府談判，迫使南京政府在日方所提的苛刻條件下停戰。綱要的方針是：“通過軍事行動和外交措施雙管齊下，儘快使事變結束，使中國取消抗日政策和容共政策，在日華間建立真正明朗而永久的邦交，以期實現日、滿、華和睦與共榮。”
“軍事行動的目標是使中國迅速喪失戰鬥意志。具體手段是使用兵力，佔據要地，以及與此有關的必要行動。”“外交措施的目標是迅速促使中國重新考慮，將其誘向我方所期待的境地。” [ 注：日本外務省：《日本外交詳表和主要文書(1840—1945)》。1969年再版本，下卷第370頁。 ] 綱要規定行使武力的主要地區在河北、察哈爾兩省和上海方面，還沒有進攻太原的企圖。
但是，日本的“華北方面軍”對上述綱要有不同的看法。方面軍認爲：在華北和上海方面發動十月攻勢以後，南京的國民政府大概會有深刻的戰敗感。但是，這種戰敗感是否達到了挫傷抗戰意志的程度，還有相當大的疑問。因此，必須進一步對政治上、戰略上有重要意義的地方進行大規模作戰，使中國政府和人民徹底感到失敗;到這時如果中國還堅持抗戰，日本便在華北建立僞政權，並在軍事上進一步對中國政府壓迫，實施空中攻擊、海上封鎖，迫使中國政府求和投降。
9月30日，“華北方面軍”作出了《關於收拾事變策略的意見》。其要點是：“要繼續取得戰果，在必要時期以兵力確保各個政治和戰略要點，以貫徹我方的目的，助其具體實現。”他們認爲中國政府有可能進行長期抵抗。就是現在的蔣介石政權失敗了，繼之而來的很可能是“以蘇聯勢力爲靠山的具有濃厚的共產色彩的勢力掌握政權”，因此“在現在進行的河北省中部會戰中，給敵人以決定性的打擊後，即乘敵人的劣勢迅速進入山西省內、河南北部、山東省內追擊敵人;並且伺機向徐州方面作戰，佔據戰略上特別是政略上的要點，挫傷南京政府的抗戰意志”， [ 注：日本防衛廳防衛研究所戰史室：《中國事變陸軍作戰》。日本朝雲新聞社1983年版，(1)第353頁。 ] 爾後建立統治整個中國的傀儡政權，並以這個僞政權作爲日本談判的對象。爲此，首先在華北建立僞政權。在打倒蔣介石政權後，使這個僞政權成爲統治全中國的僞政權。日本關東軍的看法也和“華北方面軍”的看法相似，而且其方針更爲明確。關東軍在10月11日製定的《處理中國事變的具體方針綱要》中提出：“以軍事行動的成果和外交措施相配合，壓迫中國屈服投降。爲此，不惜長期作戰。”關東軍認爲“解決事變的前提，是依靠我軍的行動，使中國迅速拋棄戰鬥意志”。 [ 注：《中國事變陸軍作戰》，(1)第353頁。 ] 在華北、內蒙古建立傀儡政權;隨着形勢的發展，再宣佈同蔣介石政權斷交，建立全國性的僞政權。日軍統帥部同意了“華北方面軍”和關東軍的意見。10月1日，日軍中央統帥部命令“華北方面軍”以一部兵力進攻太原;並命令關東軍以一部歸“華北方面軍”指揮，參加進攻太原的作戰。“華北方面軍”立即於當日晚下令第5師團，並指揮進入內長城以南的關東軍向太原發動進攻。10月6日，又命令第1軍突破石家莊一帶中國守軍防線向南追擊，以一部沿正太路進入井陘以西地區，策應第5師團作戰;命令第2軍從滏陽河左岸地區發動攻勢，攻擊石家莊地區中國守軍主力的側背。
