。阎锡山命令他率军后撤至菜水坞、青龙镇、天门关一线占领阵地。打得好好的为什么要后撤呢？原来，太原东侧的娘子关防线被日军突破了。
当日军第五师团和关东军向忻口推进的时候，第一军和第二军向石家庄发起了进攻。10月3日，第一军抵达石家庄东北60公里的曲阳县和定县，于6日开始发起进攻。8日，日军占领正定。9日，****向日军发起反击，但是没有奏效，第26路军、第27路军、第3军及第17师遂按照计划向娘子关方向的预定阵地转移。
10日，第一军占领石家庄后继续向南推进，于15日占领邢台，17日占领邯郸。第一军本打算继续向安阳推进，但是由于第五师团进攻太原受阻，华北方面军决定派第一军主力西进，经井陉关、娘子关，由东向西进攻太原。
12日，日军攻陷井陉；13日，日军攻陷旧关；14日，日军攻陷雪花山。15日凌晨1时，阎锡山命令孙连仲接替黄绍竑指挥作战，限于16日夺回旧关。****在旧关和雪花山一带构筑坚固的国防工事，之前****凭借工事都抵挡不住日军的进攻，如今这些工事已被日军占领，缺乏重型武器的****想夺回旧关几乎是痴心妄想。15日至19日，孙连仲发动数次****作战，****伤亡甚重，未能将日军击退。
未能夺回旧关，孙连仲很着急，但是日军更着急，他们本来打算进行攻势作战，现在倒好，每天都忙着应付****的进攻了！华北方面军于19日命令第二十师团攻占娘子关，进入阳泉。20日，日军兵分两路，第三十九旅团继续进攻****正面，第四十旅团则沿井陉、测鱼镇、石门口大道迂回向****的背后。
21日至25日，日军第三十九旅团连续不断地向****猛攻。****减员过重，孙连仲请求阎锡山增派援兵。第十八集团军第129师急忙赶往娘子关南侧，他们多次对日军第四十旅团发动袭击，但是未能阻止日军的进攻势头。26日拂晓，第四十旅团抵达娘子关侧后方的柏木井村，娘子关的****面临前后夹击的危险，遂仓促撤退。
娘子关一失，太原以东已经无险可守，日军第一军主力不日即可兵临城下，忻口作战已失去意义。所以阎锡山要求忻口、娘子关的守军全部后撤至太原周边既设阵地，打算“依城野战”。