军在飞机掩护下向第 3 军各部发起进攻。第 3 军面对日军的凶猛攻势，阵地不断失守，全军伤亡惨重。
在娘子关正面激战的同时，日军负责迂回的 79 联队主力已到达南、北障城，其先头部队更是进入侧鱼镇东北方高地。
黄绍竑根据此种情况，紧急命令八路军 129 师进驻七亘村、马山村一带。同时孙连仲也在 22 日向阎锡山请求援兵，阎锡山遂令刚抵达太原的川军第 22 集团军第 41 军增援。
23 日，日军 79 联队先头部队与八路军 129 师 386 旅以及第 7 师一个旅发生战斗。八路军 129 师两次七亘村伏击，予以日军重创。川军 41 军 122 师王铭章部 364 旅受命在七家峪、马山村一带阻击日军，但由于人生地不熟，立足未稳便遭到日军攻击，损失惨重。随后日军乘胜追击，向第 3 军所在的固驿镇进攻，遭到第 3 军顽强抵抗。
10 月 26 日，黄绍竑在得到阎锡山同意后，将 26 路军主力转移去阻击马山村西进日军，娘子关由冯钦哉部三个团防守。黄绍竑的这一举动导致娘子关兵力急剧减少，面对日军进攻抵抗的非常吃力。日军在发现娘子关兵力大减后，加强了攻势，很快就击破守军，占领了娘子关。
娘子关失守后，晋东门户大开，太原东面屏障尽失。
日军占领娘子关后，第 1 军为扩大战果，攻取太原，命令第 20 师团继续西进，进攻阳泉。第 20 师团兵分两路，一左一右追击败退的中国军队。
面对此种情形，黄绍竑将中国军队重新组织布防，阻击日军。右翼由 41 军 122 师和 124 师守备，124 师 372 旅防守石门口一带，122 师占领赵家庄、冶西一带。正面 26 路军第 30 师占领 1121 高地至 1018 高地一线，27 路军第 42 军占领白道堰至龙庄西方高地。左翼方面，27 路军 169 师占领桐花村、山头村、卧虎村一带，另由 17 师占领马鞍山、南畔一线。与此同时，阎锡山因为没有兵力增援东线，便电令五台山区八路军 115 师以及 120 师开赴阳泉。
10 月 27