1937年9月，日军在拿下平津地区后，迅速开始了第二阶段的进军，在日军的战略规划中，除了要拿下整个华北之外，占领山西全境也成为日军的主要目标。
山西自古就有“表里山河”的美誉，由于其独特的地缘环境，山西一直是兵家必争之地。因此，日军希望能尽快占领山西，掌握更大的优势。
进军山西的过程中，日军虽然在平型关受挫，但还是顺利突破了雁门关一线。而为阻止日军继续南下，第二战区经过商议，决定在忻口一线与日军进行一场会战。
忻口是太原北部屏障，左倚云中河，右托五台山。只要日军突破到这里，那么太原就“门户大开”，掌握了山西的核心重镇太原，日军就基本能控制山西大部分区域。
那样一来，日军不但能向南顺势蚕食晋南地区，进而控制整个山西，还能随时东出，加强对于华北平原的控制。在这个问题上，中日双方的看法几乎一致，大家都认识到忻口的重要性。
所以第二战区的负责人阎锡山、卫立煌几乎投入了第二战区的全部作战力量。
日军则是以精锐的第五师团为主力，集中了五六万大军准备拿下忻口。
同时，日军还投入了150多辆坦克，以及200多门火炮。明面上，日军虽然只有一个师团的战力，但第五师团在日军中地位极高。
第五师团是日本最早组建的常备师团之一，又是日军中最早的一批机械化师团，组建之后先后在朝鲜等地参加过诸多大战，有丰富的作战经验。
相比之下，第二战区的作战力量就有些复杂，此前已经被编入第二战区的八路军依旧在此战中发挥着重要作用，但那时八路军的力量还没有发展壮大，不具备主导战争走势的能力。
蒋介石也清楚山西的重要性，他先后派遣不少中央军部队进入第二战区，参与到山西保卫战中。
不过，此次战役中的主力还是阎锡山领导的晋绥军，阎锡山对守卫忻口的热情极高，他也不想随随便便的丢了太原。
在与卫立煌确定作战方案后，阎锡山也将自己手上的部队投入到战争中。
——但值得一提的是，阎锡山长期与蒋介石对抗，双方的关系非常微妙，他既不想丢失山西，又不想让中央军深入山西，在这里发展壮大；同时，阎锡山也一直暗中防备中共。
所以虽然各方在抗战大业面前达成合作，但相互间的矛盾没有消除，这也是此战的一个隐患。
当时日军开始南下，板垣征四郎指挥部队从代县一路南下，对崞县发起了进攻。
驻守在崞县一带的中国军队立即开始反击，战斗从一开始就打得非常惨烈，其中守卫原平第三十四军一九六旅遭遇了敌军精锐的轮番进攻。
日军一开始就投入重火力，一九六旅在旅长姜玉贞的带领下，为了给会战争取足够时间拼死守城，一连守了十日，终于完成指定任务，可姜玉贞部也因此几乎全部牺牲，旅长姜玉贞殉国。
艰难拿下原平后，日军继续南下，而眼瞅着敌人大军压境的同时，担任此战前敌总指挥的卫立煌也完成了部署——他坐镇忻县城内，将选择的战场划分为了“三个部分”。
右翼东起龙王堂，西至界河铺，由第十五军主力负责，十五军军长刘茂恩负责指挥。
左翼东起新练家庄，西至南峪，由第十四军军长李默庵，除了十四军下辖的主力部队之外，还有三十三、三十四两个军的7个团参加作战。
关键的中央地区东起界河铺，西至新练家庄，卫立煌将中央军等部队的主力集中到了中央地区，由第九军军长郝梦龄担任指挥，同时第六十一军军长陈长捷担任副总指挥。
中央兵团包括第九军主力，第十三军一个团，第十九军九个团，第三十三军五个团，第三十五军八个 团第三十八军两个团，第六 十一军八个团。除此之外，卫立煌还安排了高桂滋第十七军及晋绥军第三十四军的一个旅担任总预备队。
而在以上的机动兵力之外，阎锡山还下“血本”，将自己积攒多年组建出来的炮兵团都投入到了前线，此番会战中国军队共投入了10个炮兵团。
同样作为第二战区作战部队的八路军，也成为该战部署中的重要一环，120师、129师共出动了9个团参与到忻口会战中，八路军的部队被部署在同蒲路两侧，负责配合正面阻击敌军的国民党军。
总之，面对来势汹汹的日军，第二战区合计投入了108个团共计13万大军。
而板垣征四郎以混成第十五旅团和堤支队为右翼部队，以第五师团为左翼部队，连同它所配属的伪军共计两万多人投入战斗。
因为日军此时战线拉得较长，山西的地形又非常特殊，日军不得不将许多兵力留在后方，维护着交通补给线，由于战事吃紧，日军还临时将混成第二旅团调到了绥远一带。
板垣征四郎真正能投入的作战部队相对有限，不过他很快得到了其他友军的支持......
为了配合板垣征四郎突破忻口，日本华北方面军在占领石家庄后，迅速就发起娘子关战役，这就使得中国军队不得不面临北面、东面两路日军。
在卫立煌的指挥下，各部队都到达指定位置，日军也很快就向忻口的防线发起猛攻。
后来板垣征四郎发现自己原先部署的两翼军队并没有按照设想那样一起突破（由于忻口一带五台与云中山的阻碍，两路部队突破受阻），于是他转变思路，靠着自己第五师团的精锐，大胆执行了正面中央突破的策略。
——日军向中央兵团第九军的南怀化阵地发起猛攻，靠着飞机、坦克的掩护，日军经历一番激战后，突破了南怀化阵地。
郝梦龄与卫立煌见此情景，急忙抽调部队，从两侧夹击突入防线的日军。中国军队拼死血战，成功重创日军，顺利夺回南怀化阵地。
但日军不肯罢休，继续向正面增兵，双方开始围绕着南怀化一线展开反复抢夺的“拉锯战”，另一侧日军向左翼兵团的阎庄阵地发起猛攻，同样靠着火力优势，经历了一番激战突破了左翼兵团的前线阵地。
好在董其武等部节节抵抗，不断阻击敌军，战斗打得十分胶灼，双方在左翼也形成拉锯战。
与此同时，日军在右翼渡过滹沱河，向右翼兵团的灵山阵地发起猛攻，右翼兵团立即组织部队反击，两边同样围绕着战略要地展开激战。
全面战斗爆发后，每一天战场上都会堆积大量的尸体，三个地区都陷入到惨烈拉锯战中。卫立煌等人急忙向正面等处增兵，日军也像不要命一样，不断增兵猛攻。
中央兵团承受了日军主力的进攻，战况最为惨烈，郝梦龄等人为了鼓舞士气，开战后一直在前线指挥作战。
——后来为了夺回再次被日军占领的南怀化阵地，郝梦龄亲自组织部队发起了反击，在他的带领下，战士们拼死作战，又一次成功夺回南怀化阵地。
然而为打退日军，我军也付出了惨重的代价，9军军长郝梦龄、第54师师长刘家麒、独立第5旅旅长郑廷珍等中央兵团的高级指挥官均在此战中壮烈殉国。
郝梦龄牺牲后，卫立煌立即让陈长捷负责指挥中央兵团，而他手里能用的部队已经所剩无几，卫立煌急忙请求蒋介石继续调派援军。
蒋介石、阎锡山得知忻口一线的惨状后，都组织了援军驰援前线，日军在攻势受阻的情况下，也不断从后方抽调援军。
可无论日军怎么增兵，都无法突破中央兵团守卫的战线，日军在右翼、左翼的攻势也始终没有结果，三条战线都无法推进，就这样全部陷入到了拉锯战中。
就这样，双方围绕着忻口一线一直打了20多天。
——而恼羞成怒的板垣征四郎已经无计可施，他不得不发急电向华北方面军求援，而华北方面军也再次帮了他一把，东线的战略要地娘子关失守，日军得以长驱直入，忻口守军的侧后方完全暴露在日军的面前。
娘子关的失守，意味着继续死守忻口已经没有意义。为保住有生力量，阎锡山等人决定将忻口前线的守军撤下来，至此惨烈的忻口会战彻底结束。
对于日军来说，虽然最终还是实现目标，在忻口守军撤退后，一举拿下太原，但这场会战却依旧成为他们一场难以忘怀的“噩梦”。
毕竟中国守军在各条战线拼死抵抗，导致日军在各条战线都损失惨重，板垣征四郎与其他日军高层，都无法接受2万多人的伤亡。
更为关键的是，它的侧后方还不断遭遇八路军袭击，当时八路军还成功袭击了日军阳明堡机场，一举摧毁了日军数十架战机，使得敌人在山西、华北的空军力量遭遇到重创。
而于中国军队一方而言，此战虽然沉重打击了日军精锐第五师团，但还是没能保住太原屏障。
其实在忻口会战筹备的时候，毛主席就指出过此战的要点，主席着重强调应该重视晋东一线的守备，尤其是娘子关等战略要地。
然而阎锡山一心只想着太原的安全，将自己全部的军力投入到了忻口前线，结果基本无视了毛主席的忠告，忽视了娘子关等地的守备。
虽然八路军投入兵力参与晋东的守备，但无论是八路军，还是中央军在山西的兵力都相当有限，最终也无法守住侧后。
至于忻口前线的守军，为阻击日军付出了更加惨重的代价，忻口会战从原平保卫战开始，就打得无比惨烈。
双方重点争夺的中央地区“南怀化一线”，中国军队平均每天都要损失一个团，最多的一天就损失了数千人，大量的尸体堆满了战场各处，宛如人间炼狱一般......
前线的火车每天都会拉回整车的伤兵，中央兵团经此一战，师旅一级的部队伤亡都在半数以上，许多部队更是伤亡大半，几乎到了撤编的地步。
因此，忻口会战中国军队伤亡达到了5万多人，参战的部队都付出惨重的代价。
在此战中，作为主力正面阻敌的晋绥军与中央军都有许多中高级军官在战斗中牺牲，这些精英的损失，更是让人触目惊心，我们这里举出几位典型的牺牲数据名单。
先是最初原平保卫战牺牲的少将旅长姜玉贞，他年少从军，后又参加了北伐战争。之后投入到阎锡山麾下，成为了晋绥军中的一员猛将，他在原平拼死阻敌，不幸中弹牺牲，战后他被追授为中将。
而第25军第5独立旅旅长郑廷珍则是西北军的宿将，后来被蒋介石收编，在南怀化争夺战的过程中，他亲自在前线带着部队反击，可惜在侦查敌情的过程中不幸牺牲，战后郑廷珍也被追授为中将。
同样在南怀化牺牲的还有第54师师长刘家麒，他早在辛亥革命时期就参加了革命，后又毕业于保定军校。忻口会战期间，他率领54师与日军打得难解难分，双方甚至展开了数次白刃战，刘家麒在前线督战的过程中不幸牺牲，战后被追授为中将。
不过整个忻口会战期间，要说谁是中国军队牺牲军衔最高的将领，无疑是郝梦龄，他曾先后在奉军与西北军中效力，后来归入蒋介石麾下，却并不受重用。
抗战爆发后，郝梦龄终于实现梦想，带着第九军北上来到抗战前线——作为中央兵团的指挥官，他率部拼死阻击日军，可惜在前线督战的过程中不幸中弹牺牲。
战后，郝梦龄被追授为上将，这三位将军在同一天于南怀化一线殉国，可见当时的战况有多么惨烈。而将军级别的高官都有四位牺牲，忻口会战期间营团一级的军官会有多少留在战场上，应该也能想象的到。