平型关激战的壮观场面，极大地激励了八路军官兵的斗志，同时也使不可一世的日本侵略军极感震惊，指挥21旅团的三浦敏事少将看到自己的部队被中**队切割包围的场面，惊愕得目瞪口呆！
他望了望远处的群山峰峦，看到乔沟两侧喊杀声震天的英勇战士，心中充满了恐惧。.org他搞不清这些神兵勇将到底从何而来，也搞不清这埋伏在山谷里的中**队究竟有多少人。一切太出乎他的意料了。
眼看着新庄淳折返回去送死以后，他的精神已经到了承受极限。在神经质一般的狂叫中，三浦挥舞军刀指挥部队全速撤退。同时给远在河北蔚县的板垣征四郎中将拍去电报，请求上司火速予以支援。
板垣看罢三浦的求援电，顿时暴跳如雷，他先是将报信官臭骂一通，随后又回到地图前，细心观察这里的地形位置。他为自己的粗心大意而悔恨。悔恨之余，他又感到十分疑惑，这是一支什么样的军队？怎么会有如此奇妙的战术打法？
他自诩深知阎锡山的用兵之道的。在他的心中，这个阎长官是个典型的中**阀，向来只是做象征性的抵抗，真正目的是保存自己的军事实力。所以，他的战术也多是正面防御。怎么可能在一夜之间会有如此大的长进？这种两面夹击、关门打狗的伏击战，无疑比一字长蛇阵的防御高明得多。而以火球攻击机械化部队，更是从没见过的打法，却又简单有效。
此时的板垣依然尚未得到是八路军开进了抗日前线的确切情报，更不知道还有武圣兵团这么一支“编外部队”在从中作梗。所以当三浦少将的军队经过这条山路时，板垣心中并没有多少心理准备。
可如今这般情形，手中的王牌军队被打得落花流水、损兵折将不说，能调动的其它部队也已四面散开，连飞机助战，都不能解乔沟战场之危，想要再度迅速派兵增援平型关已不可能，唯有期待忻口战场有所斩获，方有希望扭转战局。
在板垣征四郎的死命令下，日军各部开始了疯狂的进攻，在会师于繁峙之后，于1937年10月1日，集结了第五师团主力和关东军察哈尔派遣兵团的第1、第2、第15混成旅团与特种部队等共计3万余人，沿代县至原平公路发起进攻，忻口战役序幕就此拉开。
日军以正面进攻结合迂回战术，在猛烈的炮火、坦克和飞机支援下，率先攻打了崞县和原平。为使主力部队有充裕时间集结忻口与日军决战，第二战区司令部命令驻守的第19军死守崞县、原平，以待后续部队到达。
接到命令后，19军主力奋勇阻击，直至白刃鏖战也不后退一步。围攻数日仍没有进展的日军发了狠心，调来了大批重炮，集中炮火对崞县的中国守军猛烈轰击，**阵地几乎完全被炸得夷为平地。死守这一阵地的407团伤亡极为惨重。
坚守到第七天的时候，围攻崞县的鬼子兵已经增加到了五六千人。日军以飞机20余架、野重炮30余门对县城狂轰滥炸6个多小时，北城墙尽数被毁。北城守军第41团伤亡殆尽，城门终于被突破，鬼子兵乘机如污水倒灌般涌入县城。
此时，从平汉路石家庄调来的卫立煌部还没有赶到，由五台山向忻口转移的晋绥军最快也要在两天后才能赶到，在如此危急的形势之下，显然已是远水难救近火了。
进入县城后的日军并没能能像预期般那样如入无人之境，相反，他们遭到了东、西两侧城墙守军的奋勇夹击，这场惊心动魄的巷战肉搏一直持续到了夜幕降临。入夜后，中国守军各级军官亲自率军堵击日军，然而从北门持续突入的鬼子兵是有增无减。
一夜激战之后，驻守崞县的独立第七旅最后一个团也全部殉国了，团长刘连相、石焕然先后在战斗中阵亡。眼见败局已无法挽回，10月8日上午，19军军长王靖国不得不率余部突围，崞县宣告陷落。
与崞县在同一天开始遭到日军猛攻的原平，此时也到了最后的危机时刻。原平镇的守军是姜玉贞率领的第196旅。他也同样接到了来自第二战区长官部的死守命令：“虽剩一兵一卒，也得在原平死守7天。”
早在他率部由代县向原平转移的途中，日军已经在背后追赶了。在距原平还有10公里的地方，姜玉贞的部队即与日军第15混成旅团接上了火。在且战且退中，姜玉贞终于得以率部进驻了原平镇。
驻扎完毕后，姜玉贞命令所部在原平镇外构筑工事，死守铁路和公路。在飞机、重炮和坦克等优势装备的配合下，日军开始了对原平的猛攻。在姜玉贞的亲自指挥之下，日军无数次的进攻都被守军顽强地打退了。
但是，随着孤立无援的196旅的伤亡日益惨重，**的阵地在逐渐缩小，日军开始形成了对原平的包围态势。最后，姜玉贞不得不率部退入城内。
守军苦苦支撑了7天之后，原平镇的东北角终于还是被日军突破了。这时，姜玉贞又接到了命令，要他再守3天。没有任何讨价还价，姜玉贞当即表示：“誓死抗战，无令不离斯土。”
随即，他便率众将士与占领了原平东半部的日军进行了隔街相抗。10月9日，随着崞县失守，大量的日军开始增援围攻原平。在日军的猛烈攻势下，原平成西北部也随即被攻占。
此时，196旅的5000将士已经打得只剩下两三百人了，全被围困在原平城的东北角。但**士兵们丝毫没有惧色，在姜玉贞的率领下，与敌展开了巷战，短兵相接，逐院争夺。
196旅就这样一直坚持到了10月10日的子夜，终于完成了守城任务。之后，姜玉贞率余部突围，不料，在城外被日军炮弹击中，以身殉国。此次战斗，姜玉贞与敌血战10天，以劣势之军抗击强寇，几乎全部壮烈牺牲。10月11日，日军终于如愿以偿地占领了原平。
崞县和原平相继失陷后，忻口就完全处在日军的直接攻击之下了。10月12日，第二战区司令部重新调整部署，调傅作义的预备兵团加入中央兵团作战，与日军继续在忻口一线作战。
中央集团军总司令将所属部队分为右翼、中央和左翼等三个兵团。根据**的这一部署，日军调集了五千余兵力，并集结空中力量，在重装甲部队的掩护下，向忻口中央阵地所驻防的南怀化实施猛烈攻击，试图实施中央突破的战略意图。
在日军密集炮火攻击之下，南怀化阵地如同下过一场流星雨一般，满目疮痍。中国守军虽身陷焦土，仍英勇杀敌，激战至深夜，阵地13次易手，终于将突入南怀化之敌包围歼灭。
另一方面，右翼兵团第15军与小鬼子激战到了傍晚，终于将日军一部赶到了灵山脚下；而左翼兵团第10师则将交火的日军击溃，收复了旧练庄等地。在两翼进攻受挫的情况下，日军增兵数千，开始了对中央南怀化阵地的更猛烈进攻。拉锯战愈演愈烈。
为了进一步扩大战果，迅速歼灭日军，收复中央阵地，第二战区司令部调集了第9军21师等部，共计约5个旅的兵力加入了中央兵团序列，向日军占领的阵地发起反攻。在兵团总指挥、第9军军长郝梦龄的率领下，**从正面出击，由三面围攻日军。
在阵地前，郝梦龄向士兵们训话道：“先前我们一个团守这一阵地，后来打得只剩下一百多人，就编成一个连，还是守这个阵地。哪怕就是只剩下一个人，也要死守这片阵地。我们一天不死，抗日的责任就不算完。
我出发前，已在家里写下遗嘱，不打败日寇绝不生还。现在同你们一起坚守这块阵地，就绝不先退。我若先退，你们不论是谁，都可以枪毙我。你们不论是谁，只要后退一步，我立即枪毙他。大家敢陪我在此坚守阵地吗？”
在军长的激励下，全体士兵齐声回答道：“誓死坚守阵地！”
看到将士们士气十足，郝梦龄高兴地说道：“好，将有必死之心，士无贪生之意。”旋即又奋笔疾书“站在哪里，死在哪里”八个大字，晓谕全军。
10月16日凌晨2时，反击开始。在郝梦龄的指挥下，中**队连克几个山头。到了清晨5点左右，郝梦龄见天色已有些微微亮了起来，便急于赶往第5旅的前沿阵地去指挥作战。
由于通往第5旅阵地的道路中，有一段被日军重兵把守，火力封锁十分危险。官兵们纷纷劝他，写个书面命令，派人送去就是了。郝梦龄摆手说道：“瓦罐不离井口破，大将难免阵前亡。我去有危险，别人去就安全了吗？”
说罢便毅然决然地大踏步向前沿阵地出发了。在穿过离日军仅有200米距离的一个鬼子阵地时，郝梦龄遭遇了日军的疯狂攻击。在奋起反击时，不幸中弹，牺牲时年仅39岁。同时牺牲的还有54师师长刘家麒。没过多久，独立第5旅旅长郑廷珍也阵亡殉国了。
继总指挥郝梦龄和一众中高级军官的牺牲，师长李仙洲，旅长于镇河、董其武等也相继在火线负伤。但是，这一连串的沉重打击并没有击垮**将士的抗战意志，正如他们向郝梦龄承诺的那样，哪怕只有一个人、一把枪，就依然会战斗在阵地上。
随着陈长捷接任前敌总指挥后，敌我双方就在南怀化、红沟谷地间展开了拉锯战，阵地失而复得、得而复失。
日军的主攻方向直指中路，不断向南怀化投入兵力，以期直贯忻口。在对谷地冲击未能得逞之后，又转而争夺官村以南的高地。仅仅是204高地和横山阵地，在短短数日之内，日军就先后派出了三个联队的兵力，与**展开反复争夺。
为了突破僵局，日本华北方面军司令官寺内寿一急调萱岛支队等增援忻口，并亲临督战。然而，这一举措依然未能突破**的防守。日军久攻不下，终于狗急跳墙，动用了毒瓦斯和燃烧弹助攻，致使守军阵地一片火海。
接着，日军又开挖坑道，用地下攻击的方式逐步紧*。守军也毫不示弱，向着鬼子战壕的那一侧同样掘进坑道或窄壕，实行对壕互轰，展开了一场地下战斗。由于日军RP低劣，动用了为人不齿的毒气弹，守军将士尽管冒着烈火和毒气，但在拼死战斗之下，虽然伤亡惨重，却依然不落下风，让鬼子兵也付出了惨痛的代价，双方每日的伤亡均以千计。
在如此对阵相抗之下，由于忻口的中国守军英勇作战，日军自10月13日进攻忻口中央阵地开始，双方足足激战了半个月之久，即便是寺内寿一亲自出马，却依然未能完全占领这些地区。