日军突破阎锡山设在内长城防线后，察哈尔派遣兵团所属第2师团尾随撤退的中**队，于1月1日攻陷代县，独立混成第1旅团及山下奉文旅团西出朔县、阳方口，向宁武进攻，威胁中国守军左翼，太原已危在旦夕。
为了保卫太原，阎锡山急忙调集杨爱源第4集团军和傅作义第5集团军两部8万余兵力，采用攻势防御的战术，以一部扼守五台山、崞县，掩护大军集中，主力向忻口附近集结，占领既设阵地，阻敌南下，筑起保卫太原的最后一道防线。
就在阎锡山调兵遣将的同时，日军大本营鉴于山西的“政略价值”和在安阳一线围歼中**队的战略目的没有达成、第10师团几乎全军覆没等诸多方面的因素的通盘考量，正式下达作战命令。命令华北方面军“以一部兵力在山西省北部作战占领太原”；命令关东军“以一部入列华北方面军指挥下”，协助该方面军作战。华北方面军当夜便令第2师团主力集结代县，准备攻占太原；并命令关东军察哈尔派遣兵团各部统一划归第1军司令官香月清司中将指挥。同时又从集中在冀豫边境的第108师团抽出步兵第52联队，经平绥线运至大同交由第一军指挥。
这样一来，集结在山西北部的日军第2师团约1.5万人、混成第1旅团约3000余人、混成第2旅团约4000余人、中国驻屯军独立混成旅团约000余人、中村支队（即第108师团第104旅团所属第52联队）约3000余人。上述各部相加，日军的总兵力已经超过3万人。日军动用如此重兵，目的在于迅速拿下太原，并以山西为战略基地，向西威胁陕西，向北威胁绥远，向南威慑河南，彻底解决华北问题。
在敌军的大肆进攻下，阎锡山只好向西北求援。此时西北在东线只有4个步兵师和2个独立骑兵旅的预备部队，但鉴于山西地位的重要（性），西北依旧抽调第38师进入山西。此外1月2日，西北还紧急调动邓锡侯第9集团军所部陈鼎勋第45军、黄隐第军两部计4个师又2个补充团，分乘94节铁皮闷罐车，分成10列，每15分钟一列，星夜由汉中运往太原，转赴晋北对日作战。
同日，阎锡山从五台回到太原，决定在忻口附近与敌决战，然而出于对川军战力的不信任，阎锡山执意要从娘子关一线调出王靖国第19军和冯治安第军团，此后经过西北派驻山西战区的参谋长葛敬恩葛湛侯中将协调，以战区副长官身份指挥娘子关一线战斗的李过终于还是同意了阎锡山的决定，但提出进入山西的西北军第38师和邓锡侯部必须转用于娘子关一线，对此阎锡山也表示了同意。
就在阎锡山调整部署，准备与敌在忻口决战之际。日军也在大营镇附近迅速整顿兵力，（欲）抢占太原，并以一部兵力紧追阎军而来，在砂河附近同掩护各部的第35军激战之后，向崞县猛扑。为了争取部署时间，阎锡山命杨澄源率第34军附炮兵1个团死守崞县10天；令姜玉贞第19旅附炮兵第2团第2营坚守原平镇；令马延守独立第7旅守卫轩岗，阻敌南进，以掩护大军在忻口附近从容备战。
1月1日，日军混成第2旅团沿公路向崞县急进，并以飞机10余架轰炸县城。2日开始，以步兵、骑兵、装甲车、飞机协同进攻崞县。4日，日军继续攻击崞县的同时，以混成第1旅团1000余人由崞县城以西迂回，直趋原平。阎锡山于当日下午电令杨澄源，派有力部队，跟踪敌后，夹击进攻原平之敌。
但是，从五台山向忻口转移的晋绥军尚须两日方可到达指定位置，娘子关一线转道而来的王靖国和冯治安部也还未赶到，形势危急。为了使主力部队有充裕的时间进行战前准备，阎锡山再次下令：“死守崞县、原平、忻口镇、忻县各要点，迟滞敌人前进，以待后续部队到达，与敌决战。”
1月5日拂晓，敌增兵以飞机、重炮协同步兵续攻崞县，城内外房舍多被摧毁，北关守军第407团一营阵地被击毁，士兵伤亡达2月日上午，敌约2000余人附20余门炮，从三面围攻崞县，并集中炮火猛轰北关第407团阵地，将该团阵地完全摧毁，全团官兵全部殉国。
在崞县激战之际，阎锡山急忙调兵遣将试图反击，遂于日给前线各部下达命令：“本战区拟对侵入平型关、雁门关、阳方口之敌乘其立足未稳，迅速击破，并先歼灭围攻原平、崞县之敌。右翼军以一部对平型关方向警戒，以主力进出代县、繁峙，截击敌人。中央军由忻口通崞县公路两侧地区，向原平、崞县之敌进攻。左翼军速扫荡宁武、朔县之敌，并进出广武以北地区，遮断敌之后路联络。骑兵赵（承绶）军在平鲁、右玉、凉城以西地区活动，阻止绥远方面敌军南下，并相机进出大同附近，截断平绥铁路。总预备军暂位于太原以北地区，尔后随战况之进展再行推进。”
1月7日，围攻崞县日军增至五六千人，猛攻城西北隅，先以20余架飞机、30余门野重炮对城垣猛轰滥炸达小时之久。北城墙被毁，守兵伤亡极为惨重，第409、410团伤亡殆尽，日军由城墙缺口蜂拥登城。东西两城守军奋勇夹击，与敌展开巷战（肉）搏，反复冲杀，伤亡惨重，团长石焕然壮烈殉国。入夜，战况愈烈，守军高级军官亦率部参战，而日军却有增无减，已无力挽回局势。8日凌晨，杨澄源率余部突围，崞县陷落。
崞县陷落导致原平镇一下子成了整个战区的重中之重，原平镇坐落在忻口以北30里，是日军进攻忻口必经之路的又一重镇。如果日军于我军在忻口集结完毕之前拿下原平，即可直下忻口，战局将不堪设想。第19旅旅长姜玉贞奉阎锡山之命集结原平镇后就曾积极进行战前准备，随着战局的恶化他又接到阎锡山的命令，要求不惜代价固守原平7天。
1月4日，日军在进攻崞县的同时发动了对原平的进攻。几日内守军第19旅几度击退日军攻势。1月日，日军又集中兵力，在优势炮火支援下，采用波浪式的集团冲锋战法，猛攻城东北角，破城而入。守军与敌展开巷战，双方隔街据守，逐院争夺，伤亡均重。10月7日，日军攻破城西北防线，姜玉贞率部撤至城西南一带，继续阻敌。8日，崞县日军除以一部尾随第34军外，以大部及后续部队围攻原平。此时，原平守军已完成预定阻击任务，可阎锡山又电令姜玉贞，务必再坚持3天，虽剩一兵一卒，也要死守原平。姜玉贞率余部与敌拼死战斗，阵地易手数次，失而复得，战况极为惨烈。1月10日，日军以飞机、战车、装甲车掩护步兵2000余人，迭次进攻，激战终日。守军拼死抵抗，击毁敌战车两辆，并与敌（肉）搏多次，双方伤亡极众。
为了解原平之围，阎锡山于10日下午给已抵达忻口的各部下达如下命令：“右翼军应以一部由东冶镇通中解村、苏龙口道路，乘中央军与敌激战之际，进出于阳明堡方面，断敌归路。中央军应于真（11日）日拂晓前，一部进出于原平东方125高地至神山高地之线，并速向围攻原平之敌进攻，援助姜旅。左翼军应于真日以主力进出于王家庄（原平西偏北约17公里）、彭家塔之线，协助中央军之进攻。总预备军以主力推进［于］部落镇附近。”
1月11日，日军以步空协同，再度猛攻原平，姜玉贞率余部，浴血苦战，每一房屋的侵战，均使敌付极大的代价。激战至下午，全旅官兵仅存二三百人，山炮全毁，仍退守镇东北角，与敌（肉）搏巷战，最后仅留3户农家大院，犹与敌死拼，自姜玉贞旅长以下官兵伤亡殆尽，原平遂陷入敌手。阎锡山为此战役而作诗一首：“全区原平战最烈，二团只还五百人。据守三院十一日，玉贞旅长兼成仁。”
崞县、原平守军激战数日，为忻口大军的集结与部署赢得了宝贵的时间。阎锡山在忻口战役后曾赞曰：“忻口布阵得从容，全凭原平抗敌功。”两地失守后，忻口便处于日军的直接攻击之下。
忻口，古为军事要地。相传汉高祖刘邦被匈奴困于平城（今大同东），后突围退到此地，观于地势之险要，六军忻然，故而得名忻口。它位于太原北面100公里的忻（州）定（襄）盆地北部，是五台山、云中山东西两山峡谷中的一个隘口。在这个峪谷川道中凸起一条高度不大，南北长1公里，东西宽3公里的山岭，头枕界河铺，脚伸至秦城。忻口镇紧贴在山岭北端右侧脚下，地势十分险要。以界河铺为基点，左侧是连绵起伏的云中山，右侧为岗峦重叠的五台山，恰如这盆地的葫芦口。在地理上是出入晋中的交通孔道；在军事上是屏障太原的最后一道防线，可称之为战略咽喉要地。忻口的安危直接关系到太原的安危，故此一场鏖战已经在所难免了。
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为了保卫太原，阎锡山急忙调集杨爱源第4集团军和傅作义第5集团军两部8万余兵力，采用攻势防御的战术，以一部扼守五台山、崞县，掩护大军集中，主力向忻口附近集结，占领既设阵地，阻敌南下，筑起保卫太原的最后一道防线。
就在阎锡山调兵遣将的同时，日军大本营鉴于山西的“政略价值”和在安阳一线围歼中**队的战略目的没有达成、第10师团几乎全军覆没等诸多方面的因素的通盘考量，正式下达作战命令。命令华北方面军“以一部兵力在山西省北部作战占领太原”；命令关东军“以一部入列华北方面军指挥下”，协助该方面军作战。华北方面军当夜便令第2师团主力集结代县，准备攻占太原；并命令关东军察哈尔派遣兵团各部统一划归第1军司令官香月清司中将指挥。同时又从集中在冀豫边境的第108师团抽出步兵第52联队，经平绥线运至大同交由第一军指挥。
这样一来，集结在山西北部的日军第2师团约1.5万人、混成第1旅团约3000余人、混成第2旅团约4000余人、中国驻屯军独立混成旅团约000余人、中村支队（即第108师团第104旅团所属第52联队）约3000余人。上述各部相加，日军的总兵力已经超过3万人。日军动用如此重兵，目的在于迅速拿下太原，并以山西为战略基地，向西威胁陕西，向北威胁绥远，向南威慑河南，彻底解决华北问题。
在敌军的大肆进攻下，阎锡山只好向西北求援。此时西北在东线只有4个步兵师和2个独立骑兵旅的预备部队，但鉴于山西地位的重要（性），西北依旧抽调第38师进入山西。此外1月2日，西北还紧急调动邓锡侯第9集团军所部陈鼎勋第45军、黄隐第军两部计4个师又2个补充团，分乘94节铁皮闷罐车，分成10列，每15分钟一列，星夜由汉中运往太原，转赴晋北对日作战。
同日，阎锡山从五台回到太原，决定在忻口附近与敌决战，然而出于对川军战力的不信任，阎锡山执意要从娘子关一线调出王靖国第19军和冯治安第军团，此后经过西北派驻山西战区的参谋长葛敬恩葛湛侯中将协调，以战区副长官身份指挥娘子关一线战斗的李过终于还是同意了阎锡山的决定，但提出进入山西的西北军第38师和邓锡侯部必须转用于娘子关一线，对此阎锡山也表示了同意。
就在阎锡山调整部署，准备与敌在忻口决战之际。日军也在大营镇附近迅速整顿兵力，（欲）抢占太原，并以一部兵力紧追阎军而来，在砂河附近同掩护各部的第35军激战之后，向崞县猛扑。为了争取部署时间，阎锡山命杨澄源率第34军附炮兵1个团死守崞县10天；令姜玉贞第19旅附炮兵第2团第2营坚守原平镇；令马延守独立第7旅守卫轩岗，阻敌南进，以掩护大军在忻口附近从容备战。
1月1日，日军混成第2旅团沿公路向崞县急进，并以飞机10余架轰炸县城。2日开始，以步兵、骑兵、装甲车、飞机协同进攻崞县。4日，日军继续攻击崞县的同时，以混成第1旅团1000余人由崞县城以西迂回，直趋原平。阎锡山于当日下午电令杨澄源，派有力部队，跟踪敌后，夹击进攻原平之敌。
但是，从五台山向忻口转移的晋绥军尚须两日方可到达指定位置，娘子关一线转道而来的王靖国和冯治安部也还未赶到，形势危急。为了使主力部队有充裕的时间进行战前准备，阎锡山再次下令：“死守崞县、原平、忻口镇、忻县各要点，迟滞敌人前进，以待后续部队到达，与敌决战。”
1月5日拂晓，敌增兵以飞机、重炮协同步兵续攻崞县，城内外房舍多被摧毁，北关守军第407团一营阵地被击毁，士兵伤亡达2月日上午，敌约2000余人附20余门炮，从三面围攻崞县，并集中炮火猛轰北关第407团阵地，将该团阵地完全摧毁，全团官兵全部殉国。
在崞县激战之际，阎锡山急忙调兵遣将试图反击，遂于日给前线各部下达命令：“本战区拟对侵入平型关、雁门关、阳方口之敌乘其立足未稳，迅速击破，并先歼灭围攻原平、崞县之敌。右翼军以一部对平型关方向警戒，以主力进出代县、繁峙，截击敌人。中央军由忻口通崞县公路两侧地区，向原平、崞县之敌进攻。左翼军速扫荡宁武、朔县之敌，并进出广武以北地区，遮断敌之后路联络。骑兵赵（承绶）军在平鲁、右玉、凉城以西地区活动，阻止绥远方面敌军南下，并相机进出大同附近，截断平绥铁路。总预备军暂位于太原以北地区，尔后随战况之进展再行推进。”
1月7日，围攻崞县日军增至五六千人，猛攻城西北隅，先以20余架飞机、30余门野重炮对城垣猛轰滥炸达小时之久。北城墙被毁，守兵伤亡极为惨重，第409、410团伤亡殆尽，日军由城墙缺口蜂拥登城。东西两城守军奋勇夹击，与敌展开巷战（肉）搏，反复冲杀，伤亡惨重，团长石焕然壮烈殉国。入夜，战况愈烈，守军高级军官亦率部参战，而日军却有增无减，已无力挽回局势。8日凌晨，杨澄源率余部突围，崞县陷落。
崞县陷落导致原平镇一下子成了整个战区的重中之重，原平镇坐落在忻口以北30里，是日军进攻忻口必经之路的又一重镇。如果日军于我军在忻口集结完毕之前拿下原平，即可直下忻口，战局将不堪设想。第19旅旅长姜玉贞奉阎锡山之命集结原平镇后就曾积极进行战前准备，随着战局的恶化他又接到阎锡山的命令，要求不惜代价固守原平7天。
1月4日，日军在进攻崞县的同时发动了对原平的进攻。几日内守军第19旅几度击退日军攻势。1月日，日军又集中兵力，在优势炮火支援下，采用波浪式的集团冲锋战法，猛攻城东北角，破城而入。守军与敌展开巷战，双方隔街据守，逐院争夺，伤亡均重。10月7日，日军攻破城西北防线，姜玉贞率部撤至城西南一带，继续阻敌。8日，崞县日军除以一部尾随第34军外，以大部及后续部队围攻原平。此时，原平守军已完成预定阻击任务，可阎锡山又电令姜玉贞，务必再坚持3天，虽剩一兵一卒，也要死守原平。姜玉贞率余部与敌拼死战斗，阵地易手数次，失而复得，战况极为惨烈。1月10日，日军以飞机、战车、装甲车掩护步兵2000余人，迭次进攻，激战终日。守军拼死抵抗，击毁敌战车两辆，并与敌（肉）搏多次，双方伤亡极众。
为了解原平之围，阎锡山于10日下午给已抵达忻口的各部下达如下命令：“右翼军应以一部由东冶镇通中解村、苏龙口道路，乘中央军与敌激战之际，进出于阳明堡方面，断敌归路。中央军应于真（11日）日拂晓前，一部进出于原平东方125高地至神山高地之线，并速向围攻原平之敌进攻，援助姜旅。左翼军应于真日以主力进出于王家庄（原平西偏北约17公里）、彭家塔之线，协助中央军之进攻。总预备军以主力推进［于］部落镇附近。”
1月11日，日军以步空协同，再度猛攻原平，姜玉贞率余部，浴血苦战，每一房屋的侵战，均使敌付极大的代价。激战至下午，全旅官兵仅存二三百人，山炮全毁，仍退守镇东北角，与敌（肉）搏巷战，最后仅留3户农家大院，犹与敌死拼，自姜玉贞旅长以下官兵伤亡殆尽，原平遂陷入敌手。阎锡山为此战役而作诗一首：“全区原平战最烈，二团只还五百人。据守三院十一日，玉贞旅长兼成仁。”
崞县、原平守军激战数日，为忻口大军的集结与部署赢得了宝贵的时间。阎锡山在忻口战役后曾赞曰：“忻口布阵得从容，全凭原平抗敌功。”两地失守后，忻口便处于日军的直接攻击之下。
忻口，古为军事要地。相传汉高祖刘邦被匈奴困于平城（今大同东），后突围退到此地，观于地势之险要，六军忻然，故而得名忻口。它位于太原北面100公里的忻（州）定（襄）盆地北部，是五台山、云中山东西两山峡谷中的一个隘口。在这个峪谷川道中凸起一条高度不大，南北长1公里，东西宽3公里的山岭，头枕界河铺，脚伸至秦城。忻口镇紧贴在山岭北端右侧脚下，地势十分险要。以界河铺为基点，左侧是连绵起伏的云中山，右侧为岗峦重叠的五台山，恰如这盆地的葫芦口。在地理上是出入晋中的交通孔道；在军事上是屏障太原的最后一道防线，可称之为战略咽喉要地。忻口的安危直接关系到太原的安危，故此一场鏖战已经在所难免了。
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