我們知道，抗日戰爭是從1931年開始的，除了在東北的抗戰之外，之後還有1932年的淞滬抗戰，1933年的長城抗戰和1936年的綏遠抗戰等。
從這些區域性抗戰的戰場便不難發現，日本帝國主義的侵略步伐是一直沒有停歇的。其侵佔了我國東北後，魔爪便不斷向西、向南延伸，侵佔熱河後又圖謀我整個華北地區。除了染指平津、冀東地區外，還積極扶持偽軍，向察哈爾、綏遠拓展勢力。
當時在綏遠主政的是晉綏軍的傅作義，所部有第35軍的6個步兵團及附屬兵力。日偽為了儘快侵佔綏遠，採用了軟硬兩手並行的策略，規定從政治上對綏遠傅作義進行收買的政策；如果收買難以實現時，就抓住有利時機，將傅作義擊敗，使其退入到山西省內。
在這一政策指導下，日酋板垣徵四郎、田中隆吉、多田駿等人先後竄到歸綏，對傅作義威逼利誘進行策反，但均被傅一一拒絕。既然收買政策難以實現，日軍便決定以武力來侵佔綏遠。
當時日軍自己的部隊尚未能在綏遠立足，但是透過特務機關的拉攏，卻組織起了偽蒙軍2個軍9個師的力量，兵力至少在10000人；另外還有漢奸王英所部五六千人。日軍向這些偽軍補充武器彈藥、發放經費，同時派出日軍軍官充當軍事顧問，實際來指揮這些部隊。
在大戰之前，日軍就曾指示偽軍王道一部進行試探性攻擊，但被傅作義擊敗。此後日偽軍積蓄力量，準備大舉侵綏。
1936年10月，日軍正式制定侵綏作戰計劃，由關東軍參謀田中隆吉策劃指導，決定兵分三路，以李守信第1軍為左翼；德王的第2軍為右翼，並以偽蒙軍第7師進駐百靈廟；以漢奸王英所部為主力，進攻紅格爾圖和土城子，王英得手後，李守信、德王等部同時出動，先侵佔歸綏，然後分兵佔領綏東和綏西的要地。
很顯然，日本人的心思就是仿效其在東北和熱河的舉動，而且這次更露骨，甚至連日軍自己的部隊都沒有出動，而是以日軍顧問為指導，以偽軍為主打先鋒。
這樣的日偽軍戰鬥力其實並不太強，日軍自己也明白這一點，其根本目的其實是透過借勢，來迫使中國方面讓步，讓傅作義自己退出綏遠。
田中隆吉在戰前即放言：九一八事變時，東北軍一打就跑，我們沒費多大力量，就佔領了東北四省。而綏遠軍更是不中用的，可能一嚇就跑，很快就能拿下綏遠。
但是田中隆吉沒想到的是，無論是南京的老蔣還是太原的閻錫山，都沒想在綏遠讓步，一退而入山西。在綏遠駐防的傅作義更沒想不戰而退，而是在積極備戰。
面對日偽軍的步步緊逼，山西的晉綏軍不斷向綏遠增援，中央軍湯恩伯第13軍等部也向綏遠開進，各部先後編成了三路作戰軍、一路預備軍和一個騎兵軍，實際上中方用於綏遠作戰的部隊已經遠大於日偽所集結的兵力。
但是日偽軍這方面還抱著只要一打，綏遠軍就會不戰自潰的迷夢，反倒率先以王英所部進攻紅格爾圖了。
紅格爾圖的守軍並不多，只有1個步兵連和2個騎兵連，王英所部以10倍之眾猛攻，卻久攻不下。尤其是在增援部隊抵達後，日偽軍妄想攻下紅格爾圖更是不可能了。
如果按照國軍的一貫打法，只要死守住紅格爾圖就可以了，但是具體負責指揮的是傅作義。傅作義雖然以擅守而聞名，但其思維一直是攻勢作戰。
傅作義認為進犯紅格爾圖的偽軍雖非敵之主力，然其諸兵混合，隊伍龐雜勢眾，如敵首戰取勝，可增偽軍氣勢，威脅綏省安全，影響晉綏軍士氣，並能西進綏西，對晉綏軍形成危害。於是決定首戰應擊破紅格爾圖當面之敵。採取“守點以抑留敵人，集中主力進攻”的作戰方針。
在這個作戰方針之下，傅作義集中所屬步兵2個團為主力，附屬炮兵，以汽車快速運兵，同時還出動騎兵第1師的騎兵部隊，以快速機動的方式，抵達戰區，然後對王英偽軍發動突然襲擊。王英偽軍遭襲後即陷入混亂，防守部隊也趁機出擊，一舉將紅格爾圖的偽軍擊潰，斃傷其千餘人，並俘虜了王英的日籍電臺臺長等人。
紅格爾圖之戰後，日偽軍收縮防禦準備動員力量，再圖侵犯。傅作義認為，與其被動等待偽軍進攻，不如先發制人，遠端奔襲，先將偽軍的重要據點百靈廟收復，以攻為守，這一方針得到了上下的一致贊同。
百靈廟位於綏遠北部，是一座著名的寺廟，距歸綏約160公里，距武川120公里，四周群山環抱，有公路北達外蒙古庫倫，東通化德，西南接包頭，東南連歸綏，戰略地位十分重要。德王的偽蒙軍第2軍以此為重要基地，有偽蒙軍第7師、德王直屬騎兵及日軍擔任顧問的軍官四五十人守備，此處囤積有大量糧食彈藥，計白麵兩三萬袋、子彈達百萬發以上。
既是戰略要地，又是日偽軍的重要補給基地，如此便不難看出傅作義為什麼要選擇百靈廟為突襲目標了。
由於百靈廟距傅軍主力有上百公里之遠，尤其附近35公里內無村落，本身屬易守難攻之地，因此突襲作戰部隊要精、動作要快、行動要秘，否則就打不好了。
具體參加突襲百靈廟之戰的部隊為：35軍所屬之419團（欠一營）和421團（欠一連），第70師的一個補充團（欠一連），騎兵第8團及3個特務連，炮兵21團第3營，小炮一隊，汽車隊的24輛汽車及裝甲汽車隊的20輛裝甲車。
這個突襲部隊的配置是很有意思的，基本就是步兵三個團，騎兵一個團，炮兵一個營，小炮一隊，另有汽車及裝甲車一部。
我們可以看到，這實際是一支步、騎、炮、汽的多兵種混編部隊，而裝甲車實際承擔了戰車的角色，因此兵種的混程式設計度更進一層。在當時的中國軍隊中，組織多兵種遠距離協同的突襲作戰，這種經驗和實踐還是不多的。
晉綏軍當時的步兵團，滿編兵力是1500人，有迫擊炮連和重機槍連，衝鋒槍配備到步兵班一級，因此總的火力還是不弱的，依照上述的出兵情況而言，每個團的實際出兵人數在1000人到1300人左右。
晉綏軍的騎兵團一般直轄數個騎兵連，配備也較好，另外當時的特務連多為師旅屬分隊，晉綏軍這邊也是騎兵的配置。
晉綏軍的炮兵營一般裝備的是晉造75毫米山炮，每個營滿編為12門。
小炮隊裝備的是20毫米機關炮，可以高射防空，也可以平射打工事，在命令上說的是2門，但據實際指揮作戰的孫蘭峰、董其武將軍所說卻是8門，所謂2門的記載會否是8抄錄時的訛誤？因為從實際情況來看，出動8門應該是比較符合實情的。當然也可能有命令是2門，但實際出動8門的情況。
汽車隊的24輛汽車看起來不太多，但由於是來回轉運步兵，故而發揮的作用很大，上述步兵團主要就是靠汽車來回機動的。而裝甲車則是在卡車基礎上加裝鋼板和機槍改裝的，在當時基本相當於是輕型戰車的定位，一口氣出動24輛，可見也是下了血本。
各部當時的具體部署是，以騎兵團和2個特務連組成騎兵縱隊，向廟北進攻；補充團組成左縱隊，向廟西南進攻；419團組成中央縱隊，向廟東進攻；421團的1個營組成右縱隊，向廟東北進攻；421團其餘部隊先攻擊廟東孤立之敵，隨後轉為預備隊；山炮、小炮和裝甲車則協同主攻方向的步兵。
1936年11月23日夜，各路突襲部隊抵達百靈廟外圍，隨即展開攻擊。日偽軍因沒想到晉綏軍的長距離奔襲，因此初期被打得連連敗退。
但是百靈廟是日偽軍經營已久的要地，有多層防禦工事，因此在其反應過來之後，戰鬥便艱難了起來。
日偽軍當時在女兒山的核心陣地上一口氣集中了大量輕重機槍，擺了個機槍陣，由於其備彈極多，火力很猛，故而嚴重阻礙了攻擊部隊的前進，步兵連衝幾次均被壓了回來。
眼看著天馬上就亮了，日軍飛機會趕來增援，而攻擊部隊攜帶糧、彈有限，一旦陷入到了僵持階段，將大大不利於戰事的解決。
為了迅速解決戰鬥，孫蘭峰親臨第一線指揮，山炮營的12門山炮和小炮隊的8門機關炮由參謀長袁慶榮親自指揮，向女兒山的日軍機槍陣進行壓制和直瞄射擊。
同時從預備隊中抽調一個步兵連搭乘9輛汽車，在炮兵火力的支援下，以裝甲車為先導，沿公路向廟內猛衝。
日偽軍這時也急了，集中火力向領頭的裝甲車猛烈射擊，第一輛裝甲車的駕駛員中彈犧牲，道路被阻塞，隨後第二輛裝甲車在駕駛員張仰賢的操作下從側面超車，但遭到偽軍集束手榴彈的轟擊，裝甲車損壞，張仰賢本人也受了傷。
然後他從裝甲車中衝出，帶傷又上了第一輛裝甲車，這輛車的駕駛員雖然犧牲，但裝甲車本身還能開動，隨後引導滿載步兵的汽車衝入了廟內。
偽軍見狀紛紛敗退，而攻擊部隊趁勢掩殺，在偽軍一片混亂之際，其他攻擊部隊也紛紛取得進展。此時又有一隊偽軍戰場起義，向日軍顧問射擊，使得日偽軍的抵抗更加無序。
日軍特務機關長勝島角芳和偽軍第7師師長穆克登寶判斷已無法抵禦後，乘汽車從東北方向衝出。孫蘭峰接到報告後命令一個步兵連帶兩門機關炮搭乘5輛汽車追擊，但遺憾的是由於對道路不熟悉，最前面的汽車又開得過快，因此不慎翻車，摔傷士兵十餘人，日偽軍頭子由此僥倖逃走。
不過日偽頭子雖然跑了，但百靈廟卻得以收復，共計殲敵1300餘人，其中有日軍顧問屍體20餘具，而且繳獲了大量武器彈藥和白麵。
百靈廟大捷是綏遠抗戰的關鍵一役，此後傅作義的部隊又擊敗了反攻百靈廟的日偽軍，迫使偽軍一部在殺死日軍軍官30餘人後通電反正；隨後傅作義的部隊又成功收復大廟，取得了綏遠抗戰的勝利。
