娘子關防禦戰　國民政府軍事委員會令第一戰區部隊一部轉入晉東娘子關地區組織防禦， 正面為第 17、第30師，左翼為第14軍團，右翼為第3軍,由第二戰區副司令長官黃紹竑負責指揮。10月11日，日軍第20師佔領井陘，以一部攻娘子關正面，主力繞道于13日攻陷舊關。閻錫山急令增援晉北之孫連仲率第26路軍回援娘子關，組織多次反攻，殲日軍一部，但未奪回舊關。21日,日軍第20師師長川岸文三郎得第109師一部增援，繼續在航空兵支援下正面進攻娘子關，掩護第20師左右兩個突擊隊向南運動。第20師輜重部隊行經七亙村,先後兩次遭八路軍第129師伏擊。26日，日軍左突擊隊約4個營經測魚鎮南側突破第3軍防線，繞到娘子關和新關側後。娘子關守軍是日全線撤退，日軍沿正太鐵路(石家莊-太原)向西追擊，並擊退第41軍的阻擊，11月2日佔壽陽。日軍迅速逼近榆次,危及太原。4日和7日，日軍第20師直屬隊在廣陽山地又遭八路軍第115、第129師各一部的伏擊。

　　太原保衛戰　11月4日,閻錫山任命傅作義為太原城防司令，衛立煌為第二戰區前敵總司令，決心以忻口撤退的部隊佔領太原北郊陣地，以娘子關退下的部隊防守太原東郊，以剛增援的第13軍推進榆次待機夾擊日軍,以第35軍等殘損的7個旅擔負城防。然而兩線撤退的部隊尚立足未穩，日軍即跟蹤而至，部隊秩序混亂。5日東路日軍佔榆次，6日北路日軍進抵太原城垣，7日兩面日軍協力攻城。戰至當晚,守城官兵僅存2000余人。8日夜日軍突破城垣，傅作義率部突圍，9日太原淪陷。

　　是役，日軍參戰總兵力約合4個半師共14萬人,傷亡近3萬人；中國軍隊參戰總兵力6個集團軍計52個師(旅)共28萬餘人，傷亡10萬人以上。八路軍在會戰中有力地配合友軍作戰,平型關伏擊戰打破了"日軍不可戰勝"的神話。忻口會戰大量消耗日軍有生力量,牽制了日軍沿平漢鐵路(今北京-漢口)南下的作戰行動。惟娘子關方面防範疏漏，被日軍乘虛而入，致會戰失敗。