当卢沟桥事变之初，阎锡山认为自己是亲日的，日本帝国主义不会对他不利。谁知日本侵略军不断继续西侵，矛头指向太原，阎又以为晋绥军尚能一战，凭晋北天险足可拒敌于长城各口以外。未料晋绥军言与敌人交战，立即发现难以抵御，于是阎乃向蒋介石吁请派兵增援，此时国共合作，八路军第一一五师林彪所部在平型关曾予敌重创，故敌氛稍戢。 
　　然敌不以此挫折而放弃其积极西犯之企图，仍继续增调兵力企图夺取太原，于是忻县以北、井陉以东同时告警。晋北战场忻口正面由阎自行指挥，实际上乃是卫立煌以第二战区前敌总指挥在发号施令。晋东方面的作战，由第二战区副长官黄绍竑指挥。阎本人仅在太原遥制而已。兹将晋北方面兵力部署概述如下：最高指挥官是第二战区前敌总指挥卫立煌（驻忻县）。 
 　 先是，李服膺部自天镇战败撤退，大同、怀仁相继陷敌，天险雁门关亦被敌突破。阎锡山张惶失措，乃将李服膺枪决。 
 　　此时，卫立煌率其所部第十四军，于十月初从石家庄由正太路输送至太原以北集结。卫率总部幕僚先往太原，与阎面商对策后，受任第二战区前敌总指挥。第十四军陆续西开，数日后，第十四军在忻口以南集结完毕，即开往大白水、朦腾村任忻口左翼之守备。 刘茂恩之第十五军，曾一度开至平型关作战，后奉命撤回忻口附近。当卫立煌部由太原北进时，刘已在忻口东北东社、宏道镇附近山地占领阵地。该军原属第二战区司令长官直接指挥，至是改隶卫立煌，移驻忻口东北，任忻口右翼之守备。
 　　郝梦龄之第九军，在第十四军未到达忻口以前，已开忻县附近集结。卫立煌到忻县后，郝归卫指挥，被派担任忻口正面之守备。 敌自平型关受创后，增调大量空军，扩展机场（阳明堡亦临时建筑机场），先作广正面与远距离之往复侦察，更派骑兵严密搜索，于十月九日前后进抵忻口以北平地泉东西附近。 接着，敌以步骑炮小部队向大白水及南怀化施行威力侦察，均被我军击退。尔后敌遂大举向上述两地猛烈攻击。兹将当时战况概述于下。 
 　　南怀化之陷敌及我军之盲目反击 
 　　郝梦龄军任忻口正面之防御，以装备较差，又缺防空器材与防空训练，数日来被敌军空炮之集中猛击，伤亡不少。郝已有防地广、兵力单之感，向卫立煌请求增援。时值李仙洲第二十一师奉令由五台南援，即由卫立煌拨归郝梦龄指挥。十月十四日拂晓，李仙洲亲率先头两个团前往忻口西北高地北麓接防。李正在侦察地形、部署兵力之际，敌军又集中炮空与步骑及坦克向南怀化猛扑。当天九时左右，李部接防甫竣，工事尚未修复，李已身受重伤，其随从卫士亦伤亡殆荆第一线的两个团亦伤亡极众（营长以下的军官尤多），嗣由副师长黄祖埙率第二线部队增援，战况始转危为安。此后遂由黄代理师长，继续作战。
 　　此时晋绥军陈长捷率四个团从平型关方面转战回来，向忻口增援接替阵地。第十九军王靖国部从崞县撤出后，到石岭关整顿，也奉命向忻口增援。但军行途中，在青黄不接时，敌一再增兵猛攻，至十五日下午，忻口以西之南怀化和其东北之制高点１２００高地遂陷敌手。郝梦龄一再派队反扑，终以敌火力炽盛，无能为力。突入之敌分向两翼延伸，扩张战果，至黄昏已突破约四百米之缺口。此处形成中央突破，我阵地两翼受到很大威胁，形势岌岌可危。 
　　第十四军于十一月五日到达太原北郊，越过汾河铁桥，向清源西北石千峰南麓附近集结。第八十三师因循晋西山路小径南撤，行动较慢，第八十五师因东调忻口尚未归还建制，军部仅率第十师驻在清源西北某村附近。朱怀冰、郭宗汾、孟宪吉等师及炮兵团，均归还原建制。 
　　十一月八日夜，第十四军又奉命开至赵城附近集结休整。李默庵到赵城后，第八十三师始行到达，而第八十五师因伤亡过重，全师仅编为一个营，径开平陆接收新兵，在该地整训。 
　　忻口之役，我方先后加入战斗者计约十六个师，伤亡约在十万人以上；而敌军伤亡，据后来阎锡山统计，亦在四五万人左右。我军消耗炮弹五万余发，木柄手榴弹好几百万发，仅就这两项数字即可想见当时战斗之激烈。而八路军在战后游击，使其补给濒于枯窘，予敌以极大打击和损害。