司令衛立煌，率4個半師，由石家莊經正太路車運太原，轉赴晉北，兼程馳援。
第二戰區将準備在忻口地區抗擊日軍的部隊編為4個集團軍：右翼軍（第18集團軍總司令朱德），轄第115、第129、第73、第101師，新編第2師；中央軍（第14集團軍總司令衛立煌），轄第9、第14、第15、第17軍（每軍2個師），第19軍（2個師又1個旅），第85、第94、第177、第42師，獨立第5旅，炮兵第5團，炮兵第23、第27。
第28團（各欠1個營）及1個戰車防禦炮營，1個裝甲車隊；左翼軍（第6集團軍總司令楊愛源）轄第68、第71、第120師，獨立第7旅及炮兵3個營；總預備軍（第7集團軍總司令傅作義），轄騎兵第1、第2軍，第34，第35，第61軍，第66師，獨立第1旅，炮兵第21、第22團及炮兵第25團第2營，戰區直轄空軍北正面支隊（4個飛行中隊，10月12日歸人中央集團軍序列）。
戰區制定的忻口會戰方針是：“1.本戰區以攻勢防禦之目的，以主力占領蔡家崗、靈山、界河鋪、南懷化、大白水、衛家莊、1482高地迄陽方口既設陣地線，兩翼依托五台及甯武各山脈，縮短戰線，集中兵力，對侵入之敵乘其立足未穩，迅速擊滅之。
2.以一部占領五台山、羅圈溝、峨口至峪口之線，另以主力之一部占領中解村、陽明堡、虎頭山、黑峪村之線，竭力阻止敵之前進，不得己時，撤據崞縣、原平、軒崗一帶，逐次消耗敵之實力，以掩護大軍之集中。
”
戰區的兵力部署是：以右翼軍在五台山、羅圈溝至峪口之線占領陣地；中央軍在蔡家崗至1482高地之線占領陣地；左翼軍在黑峪村迄陽方口之線占領陣地；總預備軍控制定襄、忻縣一帶，策應各方。
10月1日，日軍混成第2旅由繁峙進攻崞縣。
其先頭部隊在陽明堡擊破第19軍之警戒陣地後，向鄭家營之第205旅進攻。
2日，第19軍主力在崞縣部署完畢，與日軍展開激烈的城池攻守戰。
4日，日軍混成第15旅由崞縣城西迂回，進攻原平。
5、6兩日，日軍在炮火支援下，多次進攻，均被守軍擊退。
第19軍軍長王靖國由第70師抽出部隊，組織數次夜間出擊，頗有斬獲，7日，日軍航空兵及炮兵進行數小時火力急襲，爆毀北城垣數十米，守軍第401團傷亡殆盡。
日軍在戰車掩護下，于14時突人城中。
22時，城中各部隊之高級指揮官均親率直屬隊進行巷戰，終因傷亡太大，無力再戰。
8日2時許，王靖國率第19軍殘部，分由東、南關撤出，崞縣遂陷。
原平守軍第196旅堅守至11日下午，僅餘官兵二三百人，仍與突人城内的日軍巷戰兩小時之久，旅長姜玉貞戰死，原平陷落。
在此之前，甯武已于10月6日失守，守軍獨立第7旅退守軒崗。
10月12日，各集團軍均已到達忻口地區，占領陣地。
第二戰區又令傅作義率總預