而此时至1937年8月中旬，中国陆军部队的部署已基本上就绪。第一战区方面，以津浦路北段为右地区，由第一集团军总司令宋哲元部防御，部署于静海、马厂、固安、霸县、雄县地区；以平汉路北段为左地区，由第二集团军总司令刘峙部防御，一部位于琉璃河、高碑店地区，主力位于房山、保定、徐水地区；第十四集团军总司令卫立煌部为第一机动兵团，位于北平以西地区，准备策应平绥路上昌平、南口的作战。
第二战区方面，以第三十五军、第十军军等部组成第七集团军，由傅作义任总司令，汤恩伯任总指挥，部署于察哈尔地区，阻击沿平绥路东段前进的日军。第六集团军总司令杨爱源部，位于晋北地区，防御平绥路西段；阎锡山自兼总预备军总司令，位于太原地区。
而由陕北工农红军改编而成的国民革命军第八路军(于9月12日改为第十八集团军，划归第二战区)也在总指挥朱德的领导之下为第二机动兵团，预定部署于蔚县、涞源一带，准备策应平绥路上宣化及万全方面的作战并负责袭击日军的后方。当时国民政府曾试图将八路军“分割”使用，而规定八路军以两个师由渭南上车经风陵渡、同蒲路到代县附近下车，开往蔚县一带集结。另外一个师沿陇海铁路转平汉铁路到河北徐水下车，开往冀东玉田、遵化一带开展游击战争。
但这种伎俩显然无法骗过时任**中央军委主席的**，他提出“红军为安全计，为荫蔽计，为满足晋绥渴望计，决走韩城渡河，在侯马上车到大同集中，再转至怀来、蔚县，决不走平汉路”，最终将八路军的3个主力师都放在山西，以便于统一领导，相互策应，避免因力量分散而遭遇不测。
而对于日军在华北方面的全线进逼，阎锡山的布署依旧是集结重兵于娘子关沿太行山经雁门关至偏关一线作单纯的防御准备。这一战略显然与此时提十万大军进入山西准备“剿共”的中央军将领陈诚的计划大相径庭。陈诚于7月23日曾向南京国民政府军政部阐明自己的意见，明确表示不同意阎锡山的布署，主张在察、绥方向配置强大机动兵力，在开战前主动出击，以图恢复察北，占领南口、独石口、张北之线。8月20日，南京国民政府大本营颁发作战指导方针，规定第2战区：“应以南口为旋回之轴，以万全、张北、康保等地方为外翼，则平津方面之敌，决不敢轻易南下”。但是由于日本关东军蒙疆兵团的迅猛攻势，张家口、南口都很快失陷，山西一线的战事最终还是按照阎锡山的计划演化成以保卫太原为核心的防御战。
山西素有“表里山河”的美称，东有太行山，西有吕梁山，西、南以黄河与内蒙古、陕西、河南等省区为界。因此只要扼守各关隘渡口便可自成关山险固，易守难攻。阎锡山之所以能在山西构建自己的“独立王国”，除了高超的政治手腕之外，山西的地形地势也令他获益非浅。“割据雄关，勿内诸侯，晋地可尽王也”正是借助着山西省境之上偏关、雁门关、娘子关等要隘。阎锡山一次又一次的将奉军、西北军和中央军挡在了山西境外，而对于不可一世的日本陆军，阎锡山自然打算如法炮制。晋军从1935年起，便开始在山西大规模构筑国防工事，从正太路的娘子关及以北的雁门关等各主要通道，构筑成有纵深配置的防御工事群，试图再度阻挡日军的铁蹄。更按照徐永昌的战略，在山西省内大规模造林，以树林为活长城，避飞机、挡坦克；同时修路以代沟垒。
但是在军阀混战所能行的通的手段在训练和装备当时都属于亚洲一流的日本陆军面前却并不适用。气焰嚣张的关东军蒙疆兵团在山西北方的右翼，全力抢攻山西北部平绥线的重镇大同，以进逼山西内长城防线。八月底，东条英机亲率关东军察哈尔兵团各部及伪蒙军两个骑兵师，从绥远东部猛攻晋北要隘天镇城。
天镇地处晋、察、绥三省边界交会点，西南六十多里是阳高县，再往后一百余里便是大同，而大同是同蒲铁路起点，若天镇一失，则山西门户大开，侵华日军南下可直接杀向太原。而此刻的晋军却准备不足，奉命增援的卫立煌第十四集团军和孙连仲第二十六路军遭日军层层阻击，又正赶上洋河水暴涨未得及时赶到南口。汤恩伯率第十三军八十九师独立难支，已经退守至居庸关内阵地。察哈尔省主席刘汝明率宋哲元第二十九军不战而退，省会张家口8月27日即告失守，还不如说是拱手放弃。离北平陷落不到一个月，硝烟就漫卷而来。在这种措手不及的情况下，阎锡山只好令晋军将领李服膺率领第六十一军先行坚守几天，同时急调傅作义第三十五军、王靖国第十九军、赵承绶骑兵第一军赶赴大同，以期在那一带与日军决战。
李服膺自号慕颜，也不算是等闲之辈。早年由阎锡山“钦点”送往保定陆军军官学校学习，和傅作义、李生达、陈长捷等人同属晋军“十三太保”之列。山西省主席赵戴文也爱其才干，收为义子。不过和大多数民**人一样，李服膺的私生活也是一塌糊涂。他在太原曾因一夜输掉十四万大洋而轰动省城，据说这个纪录一直保持到该币种退出流通无人能破。
但是凭心而论李服膺守天镇还是颇为尽力的，毕竟他个人的老家也在晋北，父老乡亲们都以李家出了个军长为荣，此战若败不仅关乎山西百姓生灵涂炭，而且对整个华北乃至中原战局都有影响。因此从1937年9月3日黎明到9月12日，晋军第六十一军的士兵仅凭单人散兵坑抗击日军的战机轰炸、坦克冲击和重炮轰击，各部均已伤亡过半，后方又没有预备队，战局最终难以扭转。天镇陷落，晋北屏障顿失。
天镇孤城鏖兵十天，在日军飞机，重炮和毒气弹的猛烈轰击之下，坦克和装甲车、骑兵轮番冲击。这座小小的城池可以屹然挺立这么久不能不说是个奇迹。即便是仅有一个团兵力驻守的阳高城也依托城寨坚守三天。天镇、阳高的失守，虽然令大同全线危急，但却也令东条英机的察哈尔派遣兵团陷入了晋军预设的“口袋阵”之中。事实上阎锡山有意与日军在晋北展开决战。利用李服膺所部的阻击为大军布署争取时间。诱使日本军队前进大同以东聚乐堡地区已设国防工事地带，集结强大兵团于南翼的浑源、东井集一线和北翼绥东的丰镇、兴和间，发动钳击；并以骑兵集团向张家口挺进。这个战略计划，得到蒋介石的欣赏。中央军又从皖北调来刘茂恩第十五军两个师（武庭麟的第六十四师和刘自兼的第六十五师）入晋，作为拉走汤恩伯三个师的补偿。
但这一宏伟的战略计划却最终归于流产，纠其原因首先是由于晋军投入正面阻击的兵力太少或难以阻挡住日本关东军的进攻。不用说编制不整的第六十一军共急七千多人很难守住天镇，就是原计划的“口袋底”在大同以东三十余里的聚乐堡一线组织防御的王靖国第十九军，都不堪一战。第十九军下属田树梅、杜坤、段树华所部的三个旅，共九个团，还附属有山炮团、野炮营以及一个重炮连。结果天镇、阳高相继失守之后，第十九军担任前卫任务的段树华所部在聚乐堡前方与日军前锋接触，接战两天夜，便损失不下两营的兵力。
当时第十九军主力尚未投入作战，王靖**长便鉴于段树华所部遭遇日军战机、重炮的严重杀伤，屡屡向阎锡山预作告急，要求尽早推进在应县的预备军，并电陈长捷所部准备应援；还不断要求傅作义把集结在丰镇的第三十五军权行南移大同，给他以直接支持。晋军“大同会战”的基础，顿时被天镇、阳高失守和王靖国不断要求增援搞得军心动摇了。
其次是晋军“口袋”张得太大。阎锡山为了大同决战投入的兵力不可谓不多。除了王靖国的第十九军之外，还有以赵承绶、门炳岳两个骑兵军组成集团骑兵，布署于兴和东北地区；第七十三师刘奉滨所部集结于广灵、灵邱东边境，警戒南北两翼军的活动；待机向察省张家口南北挺进。杨澄源第三十四军于东井集、浑源间集结。于绥东的丰镇和大同以北得胜堡地区，还集结有傅作义第三十五军孙兰峰第二—一旅、董其武第二一八旅和马延守独立第七旅，共计九个团，和两个绥远骑兵旅（石玉山等伪军反正的四个骑兵团），又一个山炮团，一个野炮营。
但是如此庞大的兵力部署在从绥远丰镇，山西大同，浑源，应县一直到察哈尔张家口这么大的范围内，都给协调指挥和兵力机动带来了重重障碍。况且很多参战的部队在山西复杂的地形限制之下，一时难以没到达预定位置。例如蒋介石从皖北调来的刘茂恩第十五军的两个师正从太原北上，第三十四军的姜玉贞旅还在晋南。
当然最为致命的一击还是九月十日板垣征四郎率领的日军第五师团在占领察哈尔省南部要地阳原、蔚县后，突然转向突破晋察省界，向山西重镇广灵发起进攻，在洗马店附近将担任警戒的第七十三师轻松打垮，师长刘奉滨力战负伤。这时晋军才开始发现日军主力所趋向的方面。第七十三师受敌主力猛攻，不得不向平型关方向转移。此时刘茂恩第十五军的先头尚未到达浑源县，在浑源北东井集地区集结的第三十四军，只有梁鉴堂一个旅。该旅既受天镇、阳高失陷的影响，侧背又受广灵方面的威胁。阎锡山当时在雁门关内岭口行营，对当时情况惶惑不安，但仍着眼在大同会战，只是打算将部分转向于浑源，以为应付。
但出乎意外的是，日本陆军第五师团竟选择孤军伸入，继续进攻广灵，一举将杨澄源第三十四军、刘茂恩第十五军都牵制在浑源、东井集之间，同时紧追溃败第七十三师，直捣灵邱。在此阎锡山才恍然答悟到：板垣征四郎是准备师团主力将循着其在一年前假借游历山西为名而亲事勘查的路线，进攻平型关，迂回包抄雁门关后方。
晋军精心准备的“大同会战”计划不仅无法实施，更有被日军两支主力部队合围于晋北的可能。为了应急，阎锡山只能命令在雁门关随从保护自己的孟宪吉独立第八旅驰向平型关，增援转移到那里的第七十三师。又令第六集团军总部到大营镇（平型关后方）统一指挥第十七军高桂滋的第二十一师、第八十四师和从广灵退下来的第七十三师（王思田代理师长），以及孙楚第三十三军的孟、章两个独立旅，在平型关、团城口一线布防，拒止板垣征四郎的西进。
面对来势汹汹的日本陆军第五师团，阎锡山只能忍痛放弃“大同会战”的计划，命令在雁北作战各作战军全数撤至于雁门山以南，依靠恒山、雁门山为侧背屏障，东向平型关方向，对侵入灵邱的第五师团主力进行会战。但是由于侧后东条英机的察哈尔派遣兵团的威胁，晋军不得不仍以半数的兵力部署于恒山、雁门山线上，面对腹背受敌的局面。晋军不得不两线布防，难以集中力量，很多兵力事实上置于无用之地。
平型关在雁门关之东，今山西省繁峙县东北与灵丘县交界的平型岭下，古称瓶形寨，以周围地形如瓶而得名。金时为瓶形镇，明、清称平型岭关，后改今名。历史上很早就是戍守之地。明时为内长城重要关口。正德六年（1511）筑岭口堡城，嘉靖24年、万历9年都曾增修。
平型关北有恒山如屏高峙。南有五台山巍然耸立，海拔都在1500米以上。这两山之间是一条不宽的地堑式低地，平型关所在的平型岭，是这条带状低地中隆起的部分，所以形势很险要。由于恒山和五台山都十分陡峻，成了晋北巨大屏障，因此这条带状低地便成为河北平原北部与山西相通的最便捷通道。站在关门上，平型岭东侧的大同地界如同俯视深谷，而关口以西的忻州地界却几乎与关岭平齐，放眼过去便是一马平川、无险可守的滹沱河谷。平型关的险峻和重要，由此可见一斑。一条东西向古道穿平型关城而过，东连北京西面的紫荆关，西接雁门关，彼此相连，结成一条严固的防线，是北京西面的重要藩屏，明清时代，京畿恃以为安。板垣征四郎不仅看重平型关独特的战略位置，而且看准了它还是国民党第一、第二战区的结合部，谙知兵法的人都知道，对于进攻者而言，防御一方两个建制单位之间的结合部往往就是最好的攻击点。
但是平型关虽然地处险要，但过于狭窄并不利于大兵团展开，因此在冷兵器时代一夫当关、万夫莫开的雄关在现代化的飞机和重炮面前只能成为防御者的“血肉磨房”。而阎锡山同人也对1927年他和奉军混战于灵邱、五台、繁峙地区时的辉煌胜利记忆犹新。
1927年6月，北伐军会师郑州，奉军溃败北撤，阎锡山自认时机成熟，决定悬挂青天白日旗，正式归属国民政府，公开与张作霖决裂，向奉军发起攻击，爆发了晋奉之战。但虽然开战之初，晋军占主动地位。但是随着奉军大军云集，晋军不得不退守山西。当时面对奉军张作相、万福麟所部，阎锡山便曾放弃正面防御，让奉军进入平型关内予以打击。
而这一他决定故伎重演，仍放纵日军逾越平型关，诱其深入到砂河以西地区，而后从五台山、恒山南北发动钳击，同时截断平型关险隘，把板垣征四郎和日本第五师团主力围歼于滹沱河上游的盆地之中。而为了实现“把敌人放进口袋里，给以狠狠的打击！”的战略目标，晋军主力在晋北地区完成了一场空前规模的大变阵。
第六集团军副总司令孙楚率第三十三军及高桂滋所部第十七军，连同前线撤下之第七十三师布防于灵邱至繁峙一线，阻止经灵邱西进的日本陆军第五师团，掩护大军从雁北撤入雁门山南部集结。第三十三军主力在南面驻于平型关；第十七军在北面，主力驻于团城口。构成平型关正面防御。
雁门山北侧，王靖国第十九军负责守繁峙城北茹越口以西沿雁门关既有阵地；以加入第十九军系列的方克猷独立第二旅守五斗山、马兰口、狐峪口。保持重点于雁门关方向。继续监视东条英机的察哈尔派遣兵团。杨爱源第三十四军守备北楼口西至茹越口，对平型关警戒，保持与恒山中刘茂恩机动军联系。第三十四军主力梁鉴堂第二○三旅守备茹越口，北调姜玉贞第一九六旅准备控制繁峙城一带，但是在傅作义第三十五军抵达宁武之前，暂停止于阳明堡以防日军南冲雁门关。
晋军与日本陆军第五师团，的决战地带选择于沙河以西至繁峙之间，阎锡山计划凭借繁峙既设之坚固阵地，以在南口战役中与日军较量过的预备第一军和有丰富作战经验的郭宗汾预备第二军作最终决战的主力，吸引日军强攻，消耗日军兵力，使之陷于苦战之中。然后出动五台山、恒山集结部队攻出，两面夹击，与日军决战，一举歼灭日军这个师团。而此刻八路军已经全军东渡黄河到晋中，以扩大正面的形势分头进军：第一二零师贺龙所部已经到达五寨、神池；第—一五师**所部，更与朱德总司令同步到达五台，周恩来、彭德怀等人更亲自到雁门关岭口和阎锡山商议第二战区作战方略。
此时的面对从东、北两线逼近山西腹地的阎锡山早已不再将开赴山西的前线的八路军视为主要威胁。反而颇想倚重对方。因此，双方迅速达成了八路军运用运动战和游击战的战术打击日军、配合晋军作战的协议。商谈中，阎锡山提出了计划在平型关、沙河、繁峙一线与日军作战的方案，要求八路军予以配合。就此，八路军副总指挥彭德怀迅速制定出了八路军方面的作战预案：以晋军主力坚守平型关正面，八路军第一一五师隐蔽集结于敌前进道路的侧面，从敌侧后夹击进攻平型关之敌。这一方案符合兵法中所谓“奇正相符”之理，更可以发挥晋军擅长防御、八路军擅长游击的特长，因此阎锡山当即表示同意。
此时的阎锡山显然并没有想来，自己苦心布署的决战方案会最终化为泡影，更没有想到此刻不过3万余人，入晋助战的八路军最终竟会在日后成为他的心腹大患，甚至不惜联合日本人来试图将其逐出山西境内。
但无论如何，诚如中国**的杰出战略家周恩来所说：“山西素为华北屋脊，东可瞰制平汉，远达伪满洲国境，既可阻断关东军与华北派遣军之联系，又可威胁平津；太行向东越平汉，跨津浦迄渤海之滨；南出豫北，跨陇海，弛聘黄淮江汉；北出平绥，挺进蒙古草原，可打通国际援助路线；西向连接陕甘。若突破三晋范围，由山地推向平原，由晋进而冀、察、绥、鲁、豫，再与山东、华中、华南连结，而成抗日战争的重心。山西群众基础好，人口稠密，物产丰富，有红军主力，阎与我合作抗日，将可造成数百万人民的游击战争。”在此后的抗日战争和国共内战之中一再证明：雄据群山，辐射平原，是逐鹿神州大陆绝不可少的战略支点；山西失之于人，则华北、中原不保；山西据之于我，则天下大定。
————————————————————————————————
注1：吴俊升—原籍山东历城人，20岁加入清军骑兵部队。由于作战勇敢，以功提升五次，迄光绪三十四年(1908年)，已经官至奉天(今辽宁省)后路巡防队统领，候补总兵，与张作霖、冯德鳞，马龙潭被称为奉天的四大军事重要人物。辛亥革命爆发，担任黑龙江督军兼行暂署黑龙江省长、黑龙江省长。民国11年(1922年)，第一次直奉战争爆发，吴俊升被任为奉军后方警备。奉军战败后，北京政府顺从直系分裂奉系的企图，任吴为奉天督军。但吴俊升为忠于张作霖，通电拒不受命。
奉军将领郭松龄在滦州举兵反张，先后攻占锦州、新民，逼近奉天(今沈阳市)。吴俊升临危授命讨逆军总司令，在巨流河畔亲率骑兵由辽中间道奔往郭松龄司令部驻地白旗堡，到后，先烧了郭军的军械弹药，粮秣仓库，使郭松龄力穷势绌终而溃败。
民国16年(1927年)，张作霖自任陆海军大元帅，以吴为东三省保安总司令，晋升为陆军上将，授兴威将军。民国17年(重928年)5月，奉军为北伐军所败，张作霖决定撤军出关。6月3日，张乘专车离京，吴俊升闻讯远迎至山海关，二人同乘一节车厢回奉。4日清晨，行至皇姑屯附近，触发了日本关东军预埋炸药，车厢被炸毁，吴俊升被铁路道钉穿入脑部，当即丧命，时年65岁。张作霖受重伤，当晚死去。