林彪師給坂垣師團以殲滅性打擊時，閻錫山急調(diào)陳長捷軍馳援平型關，并電傅作義進駐大營，全權負責平型關方面的軍事指揮，還將高桂滋、劉茂恩兩軍歸傅作義指揮。敵我雙方在團城一線展開激戰(zhàn)，呈膠著狀態(tài)。
占領大同后南下至懷仁的日軍突然轉向東南，猛攻劉茂恩軍防守的茹越口，劉茂恩軍潰敗，日軍占領茹越口。閻錫山從嶺口赴大營督戰(zhàn)。
閻錫山雖說手中有數(shù)十萬軍隊，但那些軍隊大多軍紀敗壞，不少官兵染有吸毒惡習，吃喝嫖賭，欺壓人民，戰(zhàn)斗力極差，往往不戰(zhàn)自敗、一擊就潰，遇到日軍談虎變色、望風而逃。
9月29日，日軍猛攻鐵角嶺陣地。203旅雖堅決抵抗，但旅長梁鑒堂陣亡，終未挽回敗勢，日軍占領鐵角嶺卷。包括《傳習錄》、《朱子晚年定論》、《文錄》、《別集》、，旋又攻占繁峙城。
閻錫山在沙河南的一個小村子里，召集前線將領會議，會議中間忽然接到平型關前線的緊急報告，說日軍正向平型關南翼移動；接著又獲悉反攻鐵角嶺、茹越口的方克猷軍潰退代縣。閻錫山見無法挽回局勢，又深恐通往五臺山的退路被切斷，遂下令全線撤退，令各路大軍向五臺山、云中山、蘆芽山之線轉移，集中全力于忻縣、忻口之間，以保衛(wèi)太原。當夜，閻錫山直奔五臺山。
山西形勢危急，在閻錫山的強烈要求下，蔣介石于10月2日急令第一戰(zhàn)區(qū)第十四集團軍總司令衛(wèi)立煌率4個半師從石家莊沿正太路星夜馳援山西，經(jīng)太原轉赴晉北對日作戰(zhàn)。
閻錫山放棄平型關后，集結主力準備在忻口附近地區(qū)筑起保衛(wèi)太原的最后一道防線。閻錫山嚴令王靖國的第十九軍在崞縣死守10天，姜玉貞的第196旅堅守原平鎮(zhèn)，馬延守的獨立第7旅固守軒崗，阻滯敵軍南進。傅作義的第三十五軍在沙河附近與敵激戰(zhàn)王守仁認為，情當順乎“良知”，不著私意。清戴震正視情欲，掩護各部隊逐次向新陣地轉移，閻錫山由五臺山回太原制定保衛(wèi)太原的作戰(zhàn)計劃。
日軍把侵占華北的攻勢以山西作為突破口，以搶占太原，堵塞平漢路中國軍隊的西退之路，威脅河北左側背，繼而東進河北，實現(xiàn)平原會戰(zhàn)，將國民黨軍隊聚殲于黃河以北，日軍統(tǒng)帥部急于攻克太原，以如期開始河北平原會戰(zhàn)，遂于10月1日下令開始太原作戰(zhàn)。
10月2日，日軍步兵協(xié)同騎兵、裝甲車向崞縣、原平陣地發(fā)動進擊，接連猛攻數(shù)日，都遇到中國守軍的頑強抵抗。日軍急進的企圖受到阻止，且林彪師在平型關給日軍以重創(chuàng)，使日軍不敢冒進。是時，衛(wèi)立煌的第十四集團軍之第十四軍李默庵部、第九軍郝夢齡部已集結忻口，進入陣地。
忻口是入晉中的交通孔道和通向太原的北大門，稱之為戰(zhàn)略咽喉之地。閻錫山抽調(diào)第二戰(zhàn)區(qū)總兵力的1A2，組成左、中、右3個兵團，在忻口以北布防。蔣介石命衛(wèi)立煌為前敵總指揮，指揮部設在忻縣。
日軍在占領崞縣、原平后，即以5萬重兵開始向忻口正面陣地的中國守軍猛攻，主攻方向是中國守軍中央陣地的左側，即忻口與云中山之間的川道。中國守軍李仙洲師與敵接戰(zhàn)，幾經(jīng)爭奪，我南懷化陣地失守。衛(wèi)立煌嚴令李部收復，收復南懷化戰(zhàn)役雖未能取得成功，但中國軍隊的血戰(zhàn)精神給敵以震懾，此后數(shù)日，在南懷化陣地的戰(zhàn)斗仍十分激烈，形成拉鋸戰(zhàn)。
10月17日，日軍分3路猛攻，閻錫山令騎兵軍長趙承綬率部出陽方口，向廣武方面活動，焚毀南桑于河大木橋，斷敵之交通。令馬延守獨立旅同120師一個旅，襲擊敵之右側背；令衛(wèi)立煌、傅作義整飭構筑忻縣附近及石嶺關各處工事，總預備隊由衛(wèi)立煌統(tǒng)一指揮。命朱德指揮第十八集團軍（由八路軍改編而成）向敵后進擊，襲擊日軍的交通運輸線和后方目標。并阻止敵增援部隊，相機殲滅敵之退卻部隊。
18集團軍賀龍師在10月18日襲擊交通線，摧毀敵運輸汽車500多輛，殲敵500多人，一度收復寧武和雁門關，給進攻忻口敵軍的運輸線造成很大困難。劉伯承師的先頭團在10月19日夜襲日軍嚴密戒備的陽明堡機場，燒毀日飛機24架，使急于奪取忻口的日軍失去空中支援能力。林彪師在繁峙、蔚縣、曲陽一帶配合作戰(zhàn)，收復這些城鎮(zhèn)和平型關等重要隘口，切斷了日軍通往張家口、北平的交通線。
幾天來，忻口正面陣地的戰(zhàn)斗一直十分激烈。10月22日，日本華北方面軍見忻口久攻不下，又調(diào)動萱島聯(lián)隊增援，并改變突擊方向，轉攻大白水一線陣地，企圖打開一條道路。閻錫山及時調(diào)整戰(zhàn)線，加強兵力。日軍向大白水陣地猛攻3天，雖然中國守軍前沿陣地沖開了幾處缺口，但很快就被我軍反擊，將缺口堵住，戰(zhàn)斗又形成膠著狀態(tài)。
忻口陣地中央兵團前敵總指揮是郝夢齡，轄第九軍、第十軍、第三十五軍和第六十一軍。戰(zhàn)前，他召集4個軍的營以上軍官說：
“此次抗戰(zhàn)是民族戰(zhàn)爭，勝則國存，敗則國亡，人人都應抱定有我無敵、有敵無我的決心與敵拚殺，決不后退半步！敵人已經(jīng)打到我們家里來了！是我們中國軍人灑熱血的時候了！”
郝夢齡出身在河北省一個農(nóng)民家庭，14歲投入奉軍，不久考入保定陸軍學校，畢業(yè)后回奉軍，由排長升為連長、營長、副團長。因參加郭松齡反張作霖戰(zhàn)爭，失敗后轉歸馮玉祥的國民軍。之后，郝夢齡歷任團長、旅長、師長、副軍長、軍長?！敖斯病睍r期，他曾兩次申請解甲歸田。抗戰(zhàn)爆發(fā)，他數(shù)次請纓上前線殺敵。獲準后便給妻兒留下遺囑，來到前線。
郝夢齡指揮部隊在忻口西北與日軍展開激烈的拉鋸戰(zhàn)。日軍在飛機、戰(zhàn)車和重炮掩護下猛攻，郝軍傷亡慘重，一個團的部隊縮編為一個營。陣地幾次易手，郝夢齡親臨第一線，在戰(zhàn)斗激烈的322團陣地上指揮。該團連續(xù)激戰(zhàn)多日，全團只剩下100余人，郝夢齡站在陣地上說：
“先前我們一個團守這個陣地，現(xiàn)在剩下100多人，還是守這個陣地，就是剩下一個人，也要守這個陣地?，F(xiàn)在我同你們一起堅守這塊陣地，決不后退。我若先退，你們不論是誰，都可以槍斃我！”
日軍又瘋狂進攻，郝夢齡從中彈的機槍手身旁端過機槍，向敵人掃射。官兵們見兵團總指揮如此，人人舍命死戰(zhàn)，日軍又潰。
10月16日，郝夢齡指揮7個旅從正南攻擊敵軍。他身先士卒，揮兵疾進，連克幾個山頭，當他急于前往獨立第5旅前沿陣地指揮作戰(zhàn)時，官兵們告訴他，前面有一段路是被日軍火力封鎖著的，十分危險，勸他寫個書面命令，派人送去。
郝夢齡說：
“瓦罐不離井口破，大將難免陣前亡！”
說罷，便同54師師長劉家麒一起向前沿陣地奔去。在穿越日軍火力封鎖地段時，不幸中彈，壯烈犧牲。
同日，獨立第5旅旅長鄭廷珍部向敵人沖擊，部隊陷入敵人的重圍之中。在戰(zhàn)斗進行到最激烈的時刻，鄭廷珍振臂高呼：“誰先為國死，準最光榮！”他率先沖入敵陣，與敵展開肉搏戰(zhàn)，連續(xù)攻下幾個山頭，在混戰(zhàn)中，鄭廷珍不幸中彈身亡。
郝夢齡、劉家麟等靈柩運回武漢，武漢各界4000余人到車站迎接。武漢市下半旗致哀，武漢行營主任何成浚代表蔣介石主祭。蔣介石發(fā)表祭文。國民政府追贈郝夢齡為陸軍上將，劉家麒、鄭廷珍為陸軍中將。
郝夢齡陣亡后，蔣介石命王靖國為中央兵團前敵總指揮。是時，左翼兵團前敵總指揮是李默庵，右翼兵團前敵總指揮是劉茂恩。
日軍見忻口堅如磐石，前后近一個月的血戰(zhàn)，日軍用盡渾身解數(shù)，強攻仍不能奏效，乃改變方略，決定改從晉東方面進攻，調(diào)第20師團主力和第108師團、第109師團各一部，由川岸文三郎為最高指揮官，分成兩路縱隊，從保定沿正太路西進，直撲娘子關。
娘子關為晉東之要沖，閻錫山在此筑有窖洞式半永久性的工事和鋼骨水泥永久性的火力點，是易守難攻之關隘。10月10日，第二戰(zhàn)區(qū)副司令長官黃紹竑在娘子關設立指揮部。10月14日，閻錫山急調(diào)第3、第26、第27軍和第22集團軍、第18集團軍林彪師、劉伯承師，沿正太路布防，迎擊西犯的日軍，固守娘子關。劉伯承師兩次在七亙村設伏，斃敵400余人，給日軍以痛擊，使敵軍不敢貿(mào)然深入，有力地支援娘子關一線的防御。
日軍發(fā)起猛烈攻擊。戰(zhàn)至10月26日，中國守軍娘子關陣地被打開了缺口。為防止后路被切斷，中國軍隊開始撤退。
陽泉、壽陽失陷，日軍逼近榆次。
閻錫山見忻口守不住，命傅作義撤到太原固守，在太原四周實行依城野戰(zhàn)，阻敵前進。閻錫山又令衛(wèi)立煌部在萊水、青龍鎮(zhèn)、天門關一線占領陣地，俟敵接近一舉殲滅之。
11月2日，閻錫山召集衛(wèi)立煌、傅作義、楊愛源、朱綬光等高級將領開軍事會議，部署固守太原的戰(zhàn)術。他下令晉北方面的軍隊向太原附近陣地轉移。當日晚間，晉北部隊開始南撤。晉東方面的軍隊也奉閻錫山命令，向太原東南陣地轉移。閻錫山又電令第18集團軍朱德總司令，以主力牽制晉東方面之敵，并破壞交通，狙擊敵人西進，以一部協(xié)同趙承綬部，極力遲滯日軍南進，爾后進東關口西北地區(qū)，威脅敵人，掩護中國守軍之左側。
11月4日，閻錫山再次召開軍事會議，黃紹竑、孫連仲來太原共商事宜。閻錫山同黃紹竑在固守太原問題上意見分歧，爭吵不休，衛(wèi)立煌也表示異議，會議不歡而散。閻錫山一怒之下，于當夜匆忙沿晉西公路退往交城。
黃紹竑、衛(wèi)立煌不贊成閻錫山固守太原的戰(zhàn)略方針，又見閻錫山臨戰(zhàn)先退，更為不滿，于是，他們根本不服從閻錫山的部署。從晉北撤下來的中央軍各部來到太原，均未進入既定的防守陣地，而是繞城南撤。
晉東方面，由于日軍已逼近太原，預定防守太原城東的部隊，有的未能及時到達陣地，有的雖已進入陣地，但卻無斗志，一經(jīng)接敵，即向南退去。在太原城北郊一線依城野戰(zhàn)的，只有晉軍王靖國、陳長捷部，在太原城西一帶防守的是郭宗汾71師和獨立第7、第8兩旅。
11月5日，日軍進攻太原城北陣地，守軍迅即潰退。西線守軍聞訊也即向南撤退。日本空軍對太原進行輪番轟炸，太原城內(nèi)一片火海。11月8日，日軍從東、北、西三面進攻太原城，又向太原城內(nèi)空降傘兵。傅作義雖率部抵抗，終難以挽回大局，至晚上9時，傅作義下令守城部隊向石交鎮(zhèn)方向撤退，太原失守。
忻口會戰(zhàn)，殲滅日軍近3萬人。中國軍隊有10萬之眾血灑戰(zhàn)場。
另一路日軍沿津浦路推進，于8月中旬向中國守軍第29軍進攻，突破陣地，之后進攻滄州。此處守軍是第3集團軍，總司令是韓復榘。
韓復榘擁兵10萬，他一心要作土皇帝，既不愿當蔣介石的馴服工具，也不想當日本的忠實奴仆，而是要利用蔣、日矛盾，在蔣、日夾縫間力圖自保。韓復榘盤踞的山東，地處華北要沖。日本對山東的侵略由來已久，便設法對韓進行拉攏利誘，爾后利用同韓的特殊關系，加緊其侵略勢力向山東滲透。
韓復榘同日本人拉拉扯扯，若即若離，一日，日駐濟南領事西田向韓提出由日方開采膠濟路側的礦藏，要韓在合同上簽字。韓覺得出賣礦藏，事關重大，怕引起國人反對，未敢答應，日領事便弄來了兩個美貌的日本歌妓，安置在商埠一家日本妓館里，當日晚間秘密邀請韓復榘去妓館吃酒。韓復榘去妓館，事過半夜未歸。省府參議韓多峰擔心韓在那里出事，急帶人來到妓館，見韓在兩個妓女的陪伴下，喝得爛醉。韓多峰謊報道：
“南京來了十萬火急的電報，立等復電，請主席趕快回去！”
說罷將韓架上汽車拉回去。
韓復榘同日本帝國主義相勾結，日本侵略勢力乘機而入，日本先后在濟南、青島等地設立特務機關，進行各種間諜活動；又在濟南、青島、芝罘等地辦有許多報紙；還辦了許多工礦企業(yè)，榨取山東財富。日本多次誘韓宣布“獨立”。
馮玉祥得知韓復榘同日本人打得火熱，便寫信給韓說：“復榘，驚聞你與日方打得火熱，這是與民族不利，與民意不合的，現(xiàn)在全國都在注視山東，你可不能賣國當漢奸??！吉鴻昌為抗日犧牲了生命，沒有給我們西北軍丟臉，他的英雄業(yè)績可以留芳千古了。你應該向他學習?！?br/>
韓復榘看過信沉思良久。他覺得當“兒皇帝”不如當土皇帝自在，當了漢奸會被人唾罵，“七·七”事變后，日本人仍設法引誘韓“中立”。韓采取了斷然措施，令日本領事館人員及僑民撤走。
蔣介石把山東劃為第五戰(zhàn)區(qū)，負責津浦路南段蘇、魯方面作戰(zhàn)。韓復榘的第三路軍加上東北軍于學忠的第五十一軍和沈鴻烈的青島守備隊與第三艦隊編為第三集團軍。由韓復榘任總司令，于學忠、沈鴻烈任副司令，兵力10萬余人。蔣令韓指揮山東軍事，并承擔黃河防務。1937年10月，蔣令李宗仁為第五戰(zhàn)區(qū)司令長官，韓復榘為副司令長官。
韓復榘一向珍惜自己的實力，貪財茍安。他雖作出抗日姿態(tài)，但不真心抗日，只是在全國性抗戰(zhàn)的影響下，與日妥協(xié)，勢必孤立，只好以消極抗戰(zhàn)而保存實力。
馮玉祥擔任第六戰(zhàn)區(qū)司令長官，于9月18日率鹿鐘麟、石敬亭進駐冀魯交界處之桑園，擔任津浦線北段方面的作戰(zhàn)。這時正是八路軍林彪師在晉北平型關大捷之際，日軍抽調(diào)平津兵力增援平型關，平、津日軍兵力空虛，正是一舉收復平、津的大好時機。
第六戰(zhàn)區(qū)副司令長官是鹿鐘麟，第六戰(zhàn)區(qū)轄宋哲元，馮治安的第1集團軍等部，蔣介石命韓復榘撥兩個師歸馮玉祥指揮。但韓對馮北上抗日，內(nèi)心并不歡迎，他對馮又有戒備，對撥兩個師歸馮指揮更不甘心。
當馮北上經(jīng)過濟南時，沒等馮開口，韓復榘便首先強調(diào)山東防力緊張，言下之意，他無力助馮，使馮碰了一個釘子。
馮玉祥又勸韓復榘堅持抗日。這時，張自忠將軍由北平脫險后，經(jīng)天津乘英國商船南下，由煙臺登陸，來到濟南。馮寫信要求蔣介石讓張自忠回部隊代理59軍軍長。
日軍磯谷師團沿津浦路東側、中島師團沿津浦路西側，并駕南侵。宋哲元部雖奮力抵抗，但力不能支，節(jié)節(jié)敗退下來。
馮玉祥命副司令長官鹿鐘麟到前方和李文田、黃維崗、劉振三等，分4路從右翼抄敵后路，給敵人攔腰一擊。津浦線正面則調(diào)韓復榘部一旅向北攻擊，收復滄州并直搗平津。但這一仗只有鹿鐘麟一路遵命令出擊，其余各路均未完成任務。李文田和黃維崗只走了五六里路，李文田便說，不能再走了。蔣總司令不主張抗戰(zhàn)，我們打勝了，他不喜歡。蔣介石果然任命李文田為軍長。
津浦線上的軍隊大都是西北軍舊部，蔣介石一面想利用馮對西北的舊關系，阻擋日軍南下，另一面卻又害怕馮重新掌握對舊部的指揮權。蔣命迎合他的肖振瀛為第一戰(zhàn)區(qū)總參議，肖不去第一戰(zhàn)區(qū)任職，卻在第六戰(zhàn)區(qū)跟馮搗亂。馮從南京出發(fā)前，肖即先行，一路宣揚：“拒絕馮玉祥，罷免張自忠，推倒宋哲元，擁護馮治安”，大肆挑撥離間。促使第六戰(zhàn)區(qū)的軍隊不服從馮玉祥的指揮，使馮玉祥無法掌握實際的指揮權。
馮玉祥要求韓出兩師兵力開到德州一帶集中，支援前線作戰(zhàn)。韓置若罔聞。蔣介石也命韓移師，增援德州，韓仍置之不理。因此，馮玉祥只好由桑園退守德州。后經(jīng)兩日激戰(zhàn)，德州也于10月15日失陷。韓不僅不援馮，反而又下令保境安民，不準馮軍入境，致使馮玉祥陷入困境。
德州失陷后，韓復榘沿老黃河右岸布防，與敵對峙一周。后來日軍偷渡老黃河，韓復榘部則消極地退守徒駭河一線。
蔣介石命馮玉祥、韓復榘趁日軍主力集中在山西方面而津浦線方面兵力薄弱的機會，以主力攻德州，并進擊滄州，以牽制西線之敵。于是，馮玉祥乃指揮展書堂師和曹福林師等部自徒駭河一線向北反擊。20日在平原激戰(zhàn)，21日克德州、桑園，并一路北進，直指滄州、馬廠。正在乘勝追擊日軍之際，韓復榘令展書堂等師撤回前線，遂使戰(zhàn)局陷入逆境，剛剛獲得的戰(zhàn)果旋又丟失。這不僅使馮玉祥十分氣憤，就連韓復榘的部隊也非常不滿，紛紛要求打日本，過黃河迎戰(zhàn)。韓不但不理，反而還散布對馮的不滿情緒，惡語中傷馮玉祥說：
“馮先生是光著屁股推磨，轉圈丟人。”
由于蔣介石和韓復榘等人對馮抗戰(zhàn)拆臺，招致馮的失敗。蔣介石將馮調(diào)到平漢線。馮玉祥先到鄭州，后到新鄉(xiāng)，以后又接蔣的電報回南京參加國防會議。馮到南京后即被蔣免職，第六戰(zhàn)區(qū)隨之被取消。
由于韓復榘的消極抗戰(zhàn)，日軍很快逼進黃河北岸，并占據(jù)鵲山，向濟南打炮。但是日本進抵黃河北岸后，并未馬上渡過黃河，而是按兵不動。一直到12月23日，日軍與韓軍竟隔河對峙一個多月。
日軍不渡河，韓軍也不過河迎戰(zhàn)，其中的奧妙是：日方仍對韓抱有幻想，總希望韓出來當漢奸。所以兵臨城下，又不攻城，以給韓留有考慮余地，逼其就范；韓復榘是出自保存自己實力，另有圖謀的想法。
日本兵占領上海后，分兵三路向南京進擊。一路沿京滬鐵路北進；一路經(jīng)蘇州、金壇向西進；一路沿太湖南岸進擊。
由于蔣介石在上海戰(zhàn)區(qū)戰(zhàn)戰(zhàn)停停，停停戰(zhàn)戰(zhàn)，未抓緊有利時機殲滅敵人，且朝令夕改，造成混亂。國民黨軍隊在上海至南京之間，既不能組織逐次抵抗遲滯敵人的進攻，又無鮮明的退卻目標，因而各自為政，拼命西奔，致使敵人如入無人之境，很快就進抵南京附近。
戰(zhàn)局直轉直下，迫使蔣介石急于解決南京的防守問題。他在11月中旬連續(xù)召開3次幕僚會議。
第一次幕僚會議只有何應欽、白崇禧、徐永昌、劉斐參加。那大本營作戰(zhàn)廳長劉斐道：
“日寇利用它在上海取勝后的有利形勢，依仗其海陸空軍和重裝備的優(yōu)勢，進攻南京，則南京將處在被敵即將包圍之時。我軍在上海會戰(zhàn)中損失太大，又經(jīng)過混亂的長途退卻，已無戰(zhàn)斗力，非在后方進行較長時間的補充整訓，不能恢復戰(zhàn)斗力。在這種情況下，南京是守不住的。我軍應避免在抗戰(zhàn)初期與強敵進行決戰(zhàn)，更不應在一城一地的得失上爭勝負，而要從全盤戰(zhàn)略著眼，同日寇展開全面而持久的戰(zhàn)爭。拖到日寇對占領我國的每個縣都要出一個連，甚至一個營的兵力來防守戰(zhàn)地，即使日寇在戰(zhàn)術上有某些勝利，但在整個戰(zhàn)爭上它就非垮臺不可。但南京是我國首都，不做任何抵抗就放棄，當然不可。做象征性的防守，適當?shù)挚购蠹粗鲃映吠恕！?br/>
白崇禧、何應欽、徐永昌表示贊成劉斐的意見。蔣介石也說劉斐的意見很對。因此，劉斐的意見便作為當時的作戰(zhàn)方針。
第二次高級幕僚會議參加人增加了唐生智、谷正倫等，唐生智持有異議，他說：
“南京是中國的首都，為國際觀瞻所系，又是孫總理陵墓所在，如果放棄南京將何以對總理在天之靈？因此，非死守不可。”
蔣介石模棱兩可地說：“孟瀟的意見很對，值得考慮，我們再研究研究吧！”
占領大同后南下至懷仁的日軍突然轉向東南，猛攻劉茂恩軍防守的茹越口，劉茂恩軍潰敗，日軍占領茹越口。閻錫山從嶺口赴大營督戰(zhàn)。
閻錫山雖說手中有數(shù)十萬軍隊，但那些軍隊大多軍紀敗壞，不少官兵染有吸毒惡習，吃喝嫖賭，欺壓人民，戰(zhàn)斗力極差，往往不戰(zhàn)自敗、一擊就潰，遇到日軍談虎變色、望風而逃。
9月29日，日軍猛攻鐵角嶺陣地。203旅雖堅決抵抗，但旅長梁鑒堂陣亡，終未挽回敗勢，日軍占領鐵角嶺卷。包括《傳習錄》、《朱子晚年定論》、《文錄》、《別集》、，旋又攻占繁峙城。
閻錫山在沙河南的一個小村子里，召集前線將領會議，會議中間忽然接到平型關前線的緊急報告，說日軍正向平型關南翼移動；接著又獲悉反攻鐵角嶺、茹越口的方克猷軍潰退代縣。閻錫山見無法挽回局勢，又深恐通往五臺山的退路被切斷，遂下令全線撤退，令各路大軍向五臺山、云中山、蘆芽山之線轉移，集中全力于忻縣、忻口之間，以保衛(wèi)太原。當夜，閻錫山直奔五臺山。
山西形勢危急，在閻錫山的強烈要求下，蔣介石于10月2日急令第一戰(zhàn)區(qū)第十四集團軍總司令衛(wèi)立煌率4個半師從石家莊沿正太路星夜馳援山西，經(jīng)太原轉赴晉北對日作戰(zhàn)。
閻錫山放棄平型關后，集結主力準備在忻口附近地區(qū)筑起保衛(wèi)太原的最后一道防線。閻錫山嚴令王靖國的第十九軍在崞縣死守10天，姜玉貞的第196旅堅守原平鎮(zhèn)，馬延守的獨立第7旅固守軒崗，阻滯敵軍南進。傅作義的第三十五軍在沙河附近與敵激戰(zhàn)王守仁認為，情當順乎“良知”，不著私意。清戴震正視情欲，掩護各部隊逐次向新陣地轉移，閻錫山由五臺山回太原制定保衛(wèi)太原的作戰(zhàn)計劃。
日軍把侵占華北的攻勢以山西作為突破口，以搶占太原，堵塞平漢路中國軍隊的西退之路，威脅河北左側背，繼而東進河北，實現(xiàn)平原會戰(zhàn)，將國民黨軍隊聚殲于黃河以北，日軍統(tǒng)帥部急于攻克太原，以如期開始河北平原會戰(zhàn)，遂于10月1日下令開始太原作戰(zhàn)。
10月2日，日軍步兵協(xié)同騎兵、裝甲車向崞縣、原平陣地發(fā)動進擊，接連猛攻數(shù)日，都遇到中國守軍的頑強抵抗。日軍急進的企圖受到阻止，且林彪師在平型關給日軍以重創(chuàng)，使日軍不敢冒進。是時，衛(wèi)立煌的第十四集團軍之第十四軍李默庵部、第九軍郝夢齡部已集結忻口，進入陣地。
忻口是入晉中的交通孔道和通向太原的北大門，稱之為戰(zhàn)略咽喉之地。閻錫山抽調(diào)第二戰(zhàn)區(qū)總兵力的1A2，組成左、中、右3個兵團，在忻口以北布防。蔣介石命衛(wèi)立煌為前敵總指揮，指揮部設在忻縣。
日軍在占領崞縣、原平后，即以5萬重兵開始向忻口正面陣地的中國守軍猛攻，主攻方向是中國守軍中央陣地的左側，即忻口與云中山之間的川道。中國守軍李仙洲師與敵接戰(zhàn)，幾經(jīng)爭奪，我南懷化陣地失守。衛(wèi)立煌嚴令李部收復，收復南懷化戰(zhàn)役雖未能取得成功，但中國軍隊的血戰(zhàn)精神給敵以震懾，此后數(shù)日，在南懷化陣地的戰(zhàn)斗仍十分激烈，形成拉鋸戰(zhàn)。
10月17日，日軍分3路猛攻，閻錫山令騎兵軍長趙承綬率部出陽方口，向廣武方面活動，焚毀南桑于河大木橋，斷敵之交通。令馬延守獨立旅同120師一個旅，襲擊敵之右側背；令衛(wèi)立煌、傅作義整飭構筑忻縣附近及石嶺關各處工事，總預備隊由衛(wèi)立煌統(tǒng)一指揮。命朱德指揮第十八集團軍（由八路軍改編而成）向敵后進擊，襲擊日軍的交通運輸線和后方目標。并阻止敵增援部隊，相機殲滅敵之退卻部隊。
18集團軍賀龍師在10月18日襲擊交通線，摧毀敵運輸汽車500多輛，殲敵500多人，一度收復寧武和雁門關，給進攻忻口敵軍的運輸線造成很大困難。劉伯承師的先頭團在10月19日夜襲日軍嚴密戒備的陽明堡機場，燒毀日飛機24架，使急于奪取忻口的日軍失去空中支援能力。林彪師在繁峙、蔚縣、曲陽一帶配合作戰(zhàn)，收復這些城鎮(zhèn)和平型關等重要隘口，切斷了日軍通往張家口、北平的交通線。
幾天來，忻口正面陣地的戰(zhàn)斗一直十分激烈。10月22日，日本華北方面軍見忻口久攻不下，又調(diào)動萱島聯(lián)隊增援，并改變突擊方向，轉攻大白水一線陣地，企圖打開一條道路。閻錫山及時調(diào)整戰(zhàn)線，加強兵力。日軍向大白水陣地猛攻3天，雖然中國守軍前沿陣地沖開了幾處缺口，但很快就被我軍反擊，將缺口堵住，戰(zhàn)斗又形成膠著狀態(tài)。
忻口陣地中央兵團前敵總指揮是郝夢齡，轄第九軍、第十軍、第三十五軍和第六十一軍。戰(zhàn)前，他召集4個軍的營以上軍官說：
“此次抗戰(zhàn)是民族戰(zhàn)爭，勝則國存，敗則國亡，人人都應抱定有我無敵、有敵無我的決心與敵拚殺，決不后退半步！敵人已經(jīng)打到我們家里來了！是我們中國軍人灑熱血的時候了！”
郝夢齡出身在河北省一個農(nóng)民家庭，14歲投入奉軍，不久考入保定陸軍學校，畢業(yè)后回奉軍，由排長升為連長、營長、副團長。因參加郭松齡反張作霖戰(zhàn)爭，失敗后轉歸馮玉祥的國民軍。之后，郝夢齡歷任團長、旅長、師長、副軍長、軍長?！敖斯病睍r期，他曾兩次申請解甲歸田。抗戰(zhàn)爆發(fā)，他數(shù)次請纓上前線殺敵。獲準后便給妻兒留下遺囑，來到前線。
郝夢齡指揮部隊在忻口西北與日軍展開激烈的拉鋸戰(zhàn)。日軍在飛機、戰(zhàn)車和重炮掩護下猛攻，郝軍傷亡慘重，一個團的部隊縮編為一個營。陣地幾次易手，郝夢齡親臨第一線，在戰(zhàn)斗激烈的322團陣地上指揮。該團連續(xù)激戰(zhàn)多日，全團只剩下100余人，郝夢齡站在陣地上說：
“先前我們一個團守這個陣地，現(xiàn)在剩下100多人，還是守這個陣地，就是剩下一個人，也要守這個陣地?，F(xiàn)在我同你們一起堅守這塊陣地，決不后退。我若先退，你們不論是誰，都可以槍斃我！”
日軍又瘋狂進攻，郝夢齡從中彈的機槍手身旁端過機槍，向敵人掃射。官兵們見兵團總指揮如此，人人舍命死戰(zhàn)，日軍又潰。
10月16日，郝夢齡指揮7個旅從正南攻擊敵軍。他身先士卒，揮兵疾進，連克幾個山頭，當他急于前往獨立第5旅前沿陣地指揮作戰(zhàn)時，官兵們告訴他，前面有一段路是被日軍火力封鎖著的，十分危險，勸他寫個書面命令，派人送去。
郝夢齡說：
“瓦罐不離井口破，大將難免陣前亡！”
說罷，便同54師師長劉家麒一起向前沿陣地奔去。在穿越日軍火力封鎖地段時，不幸中彈，壯烈犧牲。
同日，獨立第5旅旅長鄭廷珍部向敵人沖擊，部隊陷入敵人的重圍之中。在戰(zhàn)斗進行到最激烈的時刻，鄭廷珍振臂高呼：“誰先為國死，準最光榮！”他率先沖入敵陣，與敵展開肉搏戰(zhàn)，連續(xù)攻下幾個山頭，在混戰(zhàn)中，鄭廷珍不幸中彈身亡。
郝夢齡、劉家麟等靈柩運回武漢，武漢各界4000余人到車站迎接。武漢市下半旗致哀，武漢行營主任何成浚代表蔣介石主祭。蔣介石發(fā)表祭文。國民政府追贈郝夢齡為陸軍上將，劉家麒、鄭廷珍為陸軍中將。
郝夢齡陣亡后，蔣介石命王靖國為中央兵團前敵總指揮。是時，左翼兵團前敵總指揮是李默庵，右翼兵團前敵總指揮是劉茂恩。
日軍見忻口堅如磐石，前后近一個月的血戰(zhàn)，日軍用盡渾身解數(shù)，強攻仍不能奏效，乃改變方略，決定改從晉東方面進攻，調(diào)第20師團主力和第108師團、第109師團各一部，由川岸文三郎為最高指揮官，分成兩路縱隊，從保定沿正太路西進，直撲娘子關。
娘子關為晉東之要沖，閻錫山在此筑有窖洞式半永久性的工事和鋼骨水泥永久性的火力點，是易守難攻之關隘。10月10日，第二戰(zhàn)區(qū)副司令長官黃紹竑在娘子關設立指揮部。10月14日，閻錫山急調(diào)第3、第26、第27軍和第22集團軍、第18集團軍林彪師、劉伯承師，沿正太路布防，迎擊西犯的日軍，固守娘子關。劉伯承師兩次在七亙村設伏，斃敵400余人，給日軍以痛擊，使敵軍不敢貿(mào)然深入，有力地支援娘子關一線的防御。
日軍發(fā)起猛烈攻擊。戰(zhàn)至10月26日，中國守軍娘子關陣地被打開了缺口。為防止后路被切斷，中國軍隊開始撤退。
陽泉、壽陽失陷，日軍逼近榆次。
閻錫山見忻口守不住，命傅作義撤到太原固守，在太原四周實行依城野戰(zhàn)，阻敵前進。閻錫山又令衛(wèi)立煌部在萊水、青龍鎮(zhèn)、天門關一線占領陣地，俟敵接近一舉殲滅之。
11月2日，閻錫山召集衛(wèi)立煌、傅作義、楊愛源、朱綬光等高級將領開軍事會議，部署固守太原的戰(zhàn)術。他下令晉北方面的軍隊向太原附近陣地轉移。當日晚間，晉北部隊開始南撤。晉東方面的軍隊也奉閻錫山命令，向太原東南陣地轉移。閻錫山又電令第18集團軍朱德總司令，以主力牽制晉東方面之敵，并破壞交通，狙擊敵人西進，以一部協(xié)同趙承綬部，極力遲滯日軍南進，爾后進東關口西北地區(qū)，威脅敵人，掩護中國守軍之左側。
11月4日，閻錫山再次召開軍事會議，黃紹竑、孫連仲來太原共商事宜。閻錫山同黃紹竑在固守太原問題上意見分歧，爭吵不休，衛(wèi)立煌也表示異議，會議不歡而散。閻錫山一怒之下，于當夜匆忙沿晉西公路退往交城。
黃紹竑、衛(wèi)立煌不贊成閻錫山固守太原的戰(zhàn)略方針，又見閻錫山臨戰(zhàn)先退，更為不滿，于是，他們根本不服從閻錫山的部署。從晉北撤下來的中央軍各部來到太原，均未進入既定的防守陣地，而是繞城南撤。
晉東方面，由于日軍已逼近太原，預定防守太原城東的部隊，有的未能及時到達陣地，有的雖已進入陣地，但卻無斗志，一經(jīng)接敵，即向南退去。在太原城北郊一線依城野戰(zhàn)的，只有晉軍王靖國、陳長捷部，在太原城西一帶防守的是郭宗汾71師和獨立第7、第8兩旅。
11月5日，日軍進攻太原城北陣地，守軍迅即潰退。西線守軍聞訊也即向南撤退。日本空軍對太原進行輪番轟炸，太原城內(nèi)一片火海。11月8日，日軍從東、北、西三面進攻太原城，又向太原城內(nèi)空降傘兵。傅作義雖率部抵抗，終難以挽回大局，至晚上9時，傅作義下令守城部隊向石交鎮(zhèn)方向撤退，太原失守。
忻口會戰(zhàn)，殲滅日軍近3萬人。中國軍隊有10萬之眾血灑戰(zhàn)場。
另一路日軍沿津浦路推進，于8月中旬向中國守軍第29軍進攻，突破陣地，之后進攻滄州。此處守軍是第3集團軍，總司令是韓復榘。
韓復榘擁兵10萬，他一心要作土皇帝，既不愿當蔣介石的馴服工具，也不想當日本的忠實奴仆，而是要利用蔣、日矛盾，在蔣、日夾縫間力圖自保。韓復榘盤踞的山東，地處華北要沖。日本對山東的侵略由來已久，便設法對韓進行拉攏利誘，爾后利用同韓的特殊關系，加緊其侵略勢力向山東滲透。
韓復榘同日本人拉拉扯扯，若即若離，一日，日駐濟南領事西田向韓提出由日方開采膠濟路側的礦藏，要韓在合同上簽字。韓覺得出賣礦藏，事關重大，怕引起國人反對，未敢答應，日領事便弄來了兩個美貌的日本歌妓，安置在商埠一家日本妓館里，當日晚間秘密邀請韓復榘去妓館吃酒。韓復榘去妓館，事過半夜未歸。省府參議韓多峰擔心韓在那里出事，急帶人來到妓館，見韓在兩個妓女的陪伴下，喝得爛醉。韓多峰謊報道：
“南京來了十萬火急的電報，立等復電，請主席趕快回去！”
說罷將韓架上汽車拉回去。
韓復榘同日本帝國主義相勾結，日本侵略勢力乘機而入，日本先后在濟南、青島等地設立特務機關，進行各種間諜活動；又在濟南、青島、芝罘等地辦有許多報紙；還辦了許多工礦企業(yè)，榨取山東財富。日本多次誘韓宣布“獨立”。
馮玉祥得知韓復榘同日本人打得火熱，便寫信給韓說：“復榘，驚聞你與日方打得火熱，這是與民族不利，與民意不合的，現(xiàn)在全國都在注視山東，你可不能賣國當漢奸??！吉鴻昌為抗日犧牲了生命，沒有給我們西北軍丟臉，他的英雄業(yè)績可以留芳千古了。你應該向他學習?！?br/>
韓復榘看過信沉思良久。他覺得當“兒皇帝”不如當土皇帝自在，當了漢奸會被人唾罵，“七·七”事變后，日本人仍設法引誘韓“中立”。韓采取了斷然措施，令日本領事館人員及僑民撤走。
蔣介石把山東劃為第五戰(zhàn)區(qū)，負責津浦路南段蘇、魯方面作戰(zhàn)。韓復榘的第三路軍加上東北軍于學忠的第五十一軍和沈鴻烈的青島守備隊與第三艦隊編為第三集團軍。由韓復榘任總司令，于學忠、沈鴻烈任副司令，兵力10萬余人。蔣令韓指揮山東軍事，并承擔黃河防務。1937年10月，蔣令李宗仁為第五戰(zhàn)區(qū)司令長官，韓復榘為副司令長官。
韓復榘一向珍惜自己的實力，貪財茍安。他雖作出抗日姿態(tài)，但不真心抗日，只是在全國性抗戰(zhàn)的影響下，與日妥協(xié)，勢必孤立，只好以消極抗戰(zhàn)而保存實力。
馮玉祥擔任第六戰(zhàn)區(qū)司令長官，于9月18日率鹿鐘麟、石敬亭進駐冀魯交界處之桑園，擔任津浦線北段方面的作戰(zhàn)。這時正是八路軍林彪師在晉北平型關大捷之際，日軍抽調(diào)平津兵力增援平型關，平、津日軍兵力空虛，正是一舉收復平、津的大好時機。
第六戰(zhàn)區(qū)副司令長官是鹿鐘麟，第六戰(zhàn)區(qū)轄宋哲元，馮治安的第1集團軍等部，蔣介石命韓復榘撥兩個師歸馮玉祥指揮。但韓對馮北上抗日，內(nèi)心并不歡迎，他對馮又有戒備，對撥兩個師歸馮指揮更不甘心。
當馮北上經(jīng)過濟南時，沒等馮開口，韓復榘便首先強調(diào)山東防力緊張，言下之意，他無力助馮，使馮碰了一個釘子。
馮玉祥又勸韓復榘堅持抗日。這時，張自忠將軍由北平脫險后，經(jīng)天津乘英國商船南下，由煙臺登陸，來到濟南。馮寫信要求蔣介石讓張自忠回部隊代理59軍軍長。
日軍磯谷師團沿津浦路東側、中島師團沿津浦路西側，并駕南侵。宋哲元部雖奮力抵抗，但力不能支，節(jié)節(jié)敗退下來。
馮玉祥命副司令長官鹿鐘麟到前方和李文田、黃維崗、劉振三等，分4路從右翼抄敵后路，給敵人攔腰一擊。津浦線正面則調(diào)韓復榘部一旅向北攻擊，收復滄州并直搗平津。但這一仗只有鹿鐘麟一路遵命令出擊，其余各路均未完成任務。李文田和黃維崗只走了五六里路，李文田便說，不能再走了。蔣總司令不主張抗戰(zhàn)，我們打勝了，他不喜歡。蔣介石果然任命李文田為軍長。
津浦線上的軍隊大都是西北軍舊部，蔣介石一面想利用馮對西北的舊關系，阻擋日軍南下，另一面卻又害怕馮重新掌握對舊部的指揮權。蔣命迎合他的肖振瀛為第一戰(zhàn)區(qū)總參議，肖不去第一戰(zhàn)區(qū)任職，卻在第六戰(zhàn)區(qū)跟馮搗亂。馮從南京出發(fā)前，肖即先行，一路宣揚：“拒絕馮玉祥，罷免張自忠，推倒宋哲元，擁護馮治安”，大肆挑撥離間。促使第六戰(zhàn)區(qū)的軍隊不服從馮玉祥的指揮，使馮玉祥無法掌握實際的指揮權。
馮玉祥要求韓出兩師兵力開到德州一帶集中，支援前線作戰(zhàn)。韓置若罔聞。蔣介石也命韓移師，增援德州，韓仍置之不理。因此，馮玉祥只好由桑園退守德州。后經(jīng)兩日激戰(zhàn)，德州也于10月15日失陷。韓不僅不援馮，反而又下令保境安民，不準馮軍入境，致使馮玉祥陷入困境。
德州失陷后，韓復榘沿老黃河右岸布防，與敵對峙一周。后來日軍偷渡老黃河，韓復榘部則消極地退守徒駭河一線。
蔣介石命馮玉祥、韓復榘趁日軍主力集中在山西方面而津浦線方面兵力薄弱的機會，以主力攻德州，并進擊滄州，以牽制西線之敵。于是，馮玉祥乃指揮展書堂師和曹福林師等部自徒駭河一線向北反擊。20日在平原激戰(zhàn)，21日克德州、桑園，并一路北進，直指滄州、馬廠。正在乘勝追擊日軍之際，韓復榘令展書堂等師撤回前線，遂使戰(zhàn)局陷入逆境，剛剛獲得的戰(zhàn)果旋又丟失。這不僅使馮玉祥十分氣憤，就連韓復榘的部隊也非常不滿，紛紛要求打日本，過黃河迎戰(zhàn)。韓不但不理，反而還散布對馮的不滿情緒，惡語中傷馮玉祥說：
“馮先生是光著屁股推磨，轉圈丟人。”
由于蔣介石和韓復榘等人對馮抗戰(zhàn)拆臺，招致馮的失敗。蔣介石將馮調(diào)到平漢線。馮玉祥先到鄭州，后到新鄉(xiāng)，以后又接蔣的電報回南京參加國防會議。馮到南京后即被蔣免職，第六戰(zhàn)區(qū)隨之被取消。
由于韓復榘的消極抗戰(zhàn)，日軍很快逼進黃河北岸，并占據(jù)鵲山，向濟南打炮。但是日本進抵黃河北岸后，并未馬上渡過黃河，而是按兵不動。一直到12月23日，日軍與韓軍竟隔河對峙一個多月。
日軍不渡河，韓軍也不過河迎戰(zhàn)，其中的奧妙是：日方仍對韓抱有幻想，總希望韓出來當漢奸。所以兵臨城下，又不攻城，以給韓留有考慮余地，逼其就范；韓復榘是出自保存自己實力，另有圖謀的想法。
日本兵占領上海后，分兵三路向南京進擊。一路沿京滬鐵路北進；一路經(jīng)蘇州、金壇向西進；一路沿太湖南岸進擊。
由于蔣介石在上海戰(zhàn)區(qū)戰(zhàn)戰(zhàn)停停，停停戰(zhàn)戰(zhàn)，未抓緊有利時機殲滅敵人，且朝令夕改，造成混亂。國民黨軍隊在上海至南京之間，既不能組織逐次抵抗遲滯敵人的進攻，又無鮮明的退卻目標，因而各自為政，拼命西奔，致使敵人如入無人之境，很快就進抵南京附近。
戰(zhàn)局直轉直下，迫使蔣介石急于解決南京的防守問題。他在11月中旬連續(xù)召開3次幕僚會議。
第一次幕僚會議只有何應欽、白崇禧、徐永昌、劉斐參加。那大本營作戰(zhàn)廳長劉斐道：
“日寇利用它在上海取勝后的有利形勢，依仗其海陸空軍和重裝備的優(yōu)勢，進攻南京，則南京將處在被敵即將包圍之時。我軍在上海會戰(zhàn)中損失太大，又經(jīng)過混亂的長途退卻，已無戰(zhàn)斗力，非在后方進行較長時間的補充整訓，不能恢復戰(zhàn)斗力。在這種情況下，南京是守不住的。我軍應避免在抗戰(zhàn)初期與強敵進行決戰(zhàn)，更不應在一城一地的得失上爭勝負，而要從全盤戰(zhàn)略著眼，同日寇展開全面而持久的戰(zhàn)爭。拖到日寇對占領我國的每個縣都要出一個連，甚至一個營的兵力來防守戰(zhàn)地，即使日寇在戰(zhàn)術上有某些勝利，但在整個戰(zhàn)爭上它就非垮臺不可。但南京是我國首都，不做任何抵抗就放棄，當然不可。做象征性的防守，適當?shù)挚购蠹粗鲃映吠恕！?br/>
白崇禧、何應欽、徐永昌表示贊成劉斐的意見。蔣介石也說劉斐的意見很對。因此，劉斐的意見便作為當時的作戰(zhàn)方針。
第二次高級幕僚會議參加人增加了唐生智、谷正倫等，唐生智持有異議，他說：
“南京是中國的首都，為國際觀瞻所系，又是孫總理陵墓所在，如果放棄南京將何以對總理在天之靈？因此，非死守不可。”
蔣介石模棱兩可地說：“孟瀟的意見很對，值得考慮，我們再研究研究吧！”
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