控制于大同、浑源、应县附近以策应各方之战斗，相机转移攻势”，以达到利用山地歼灭敌人之目的。
为了达到上述目的，阎锡山设想了几个战略步骤：
一、在灵丘、广灵、东井集、天镇各地区附近，配备强有力之部队，以阻绝其前进，以一部配备于大同附近，以大部控置于浑源、应县附近，以策应各方之战斗。
二、如敌以主力进攻广灵时，该处守兵应固守待援，以总预备队主力应援该方面之战斗，此时东井集之部队应向广灵敌之侧背威胁，以使该方面之战斗容易成功。
三、如敌以主力进攻天镇时，我天镇守军拼死待援，以大同附近之总预备队相机向天镇附近推进，以浑源附近兵力渡桑干河，向天镇右翼实行侧面反击，以图牵制敌人，俟其顿挫，由天镇两翼夹击之。
四、骑兵军以主力位置［于］商都、尚义、化德等处，相机威胁敌之侧背，以一部守备大庙、百灵庙各据点。
五、第18集团军到达后，应进出灵丘、蔚县附近，威胁敌之侧背，以使进攻之敌不敢孤军深入，在敌我决战时期，该军应向敌侧背实行猛扑，以期我军确获战捷。
据此，阎锡山将此计划上报蒋介石，得到了蒋介石的批准与鼓励。蒋介石还答应速将刘茂恩第15军派往山西，列入第二战区序列，作为拉走汤恩伯3个师的补偿。于是，他立即分兵派将，部署军队，其具体作战方案如下：
以李服膺第61军及其所辖李俊功第101师、刘谭馥200旅，共7个团，附属一个山炮营，在山西东北边界的西湾堡、天镇、阳高等地，占领既设工事，拒止敌军西进，掩护大同东面的聚乐堡主阵地带，并沿平绥铁路节节抗击，诱敌至大同外围，之后北移于镇边堡加入北兵团序列。
一、整军抗战（15）
以王靖国第19军及其所辖田树海、杜堃、段树华3个旅，共9个团，附属山炮团、野炮营又一个重炮连，占领大同东面30里的聚乐堡主阵地，吸引敌于熊耳山和外长城线间的南洋河盆地。
以杨澄源第34军及刘茂恩第15军为南兵团，以杨爱源为指挥，集结于浑源、东井集间；以傅作义第35军（3个旅共计9个团的兵力）及绥远的两个骑兵旅、附一个山炮团、一个野炮营为北兵团，以傅作义为指挥，集结于丰镇、得胜口等地待机。俟敌被诱至聚乐堡主阵地时，南北两军立即发动箝击，合击敌于该地区。
陈长捷第72师和新编独立第4旅于镇河部，编为预备兵团，由阎锡山直接掌握。
此外，以骑兵集团军赵承绶、门炳岳部设防于绥东的兴和东北地区；刘奉滨第73师布置在广灵以北的火烧岭——洗马沟一线，担任警戒。孟宪吉独立第8旅设防于雁门关上；章拯宇独立第3旅部署在五台、龙泉关间。
阎锡山对自己的作战部署很自信，认为万无一失。
然而，战争的发展是出其预料的。日本关东军察哈尔派遣兵团，除在伪蒙军的配合下，继续沿平绥路西进，其先头部队独立混成第15旅团推进至柴沟堡，直指天镇外，又兵分三路向南向西挺进：一部由张家口趋兴和，以图集宁；一部自怀安逼阳原，进攻浑源；一部从怀来扑蔚县，直插广灵。三路大军分进合击，对大同乃至晋北形成了包围之势。
天镇是雁北东部的门户、大同的前哨，自然是日军进攻的首要目标。
阎锡山为部署“大同会战”，电令李服膺率部固守天镇以东盘山迄北山之线和天镇城3天以上。
李服膺奉命后，一面亲莅部队讲话，印发告全军官兵书，进行战前动员；一面进行紧急部署。由于对敌情、任务估计不够充分，仓促中作出一线式消极防御部署：以独立200旅之400团占据盘山制高点，固守尚未竣工的国防工事阵地；以第101师占领盘山以北罗家山、李家寨、铁路西侧迄北山瓦窑口之线阵地；独立200旅之第399团驻守天镇城防工事。由李俊功率第201旅及401团驻于天镇城内，负责指挥全线作战。李服膺本人率军司令部，坐镇阳高城内，统一指挥作战。
9月2日，日关东军右路主力混成第15旅团于晚间乘火车抵达天镇县东陲永嘉堡，左路主力混成第2旅团沿怀安——天镇大道进至天镇县境的史家窑一带。至此，日军已入山西境内。
9月3日，日军混成第15旅团先锋部队1500余人，携野跑20多门，向晋绥军第213旅425团（团长李在溪）驻守的砖窑村前沿阵地进攻。守军与敌血战竟日，伤亡500余名，毙伤日军300余人，始终控制着阵地。
次日，日军左右两路联合，向天镇发动大规模的进攻，地空配合，集中兵力猛攻李家寨、罗家山一线主阵地。这次，日军进攻的战术有所改变，并不用步炮协同的战术冲锋，而是先以步兵涌至我阵地前沿，猛烈射击，诱我守军全部进入阵地后，先以飞机低空轰炸和扫射，继之以炮火猛烈轰击，如是轮番数次，守军构筑的工事被夷为平地。然守军依然奋力抵抗，虽伤亡数百，但主阵地仍掌握在我手中。
9月5日，日军出动飞机30架，坦克、装甲车50余辆，步、骑兵3000余人，猛扑天镇主阵地——盘山。
盘山，位于天镇东南约8华里，山峰高俊险要，既可俯瞰平绥铁路，又能屏障天镇城。守军奋勇抵抗，激战终夜，冲锋4次，与敌肉搏，战况至为激烈。李服膺在阳高城内坐卧不安，急率幕僚人员与直属骑兵连进驻天镇城西村庄，指挥作战。 电子书 分享网站
一、整军抗战（16）
阎锡山为防止日军迂回西进大同，急忙调第19军在丰稔山、聚乐堡一带紧急布防，声援天镇。同时，他致电蒋介石：“此次决战无论胜败，敌我双方均应是极大损失。钧座对积极方面，收复察、平，或增兵固守晋绥，俟敌再度来攻；或消极固守山西，均应早有打算”。蒋介石次日回电道：“敌攻大同时，当由平汉、津浦两方面令卫（立煌）部同时反攻策应，以收复平津及察省也”。
9月6日，日军再攻盘山、周家山，除空军轮番轰炸外，竟施放毒气弹。守军与敌拼死鏖战，多数殉国，仍坚守阵地。日军于是改变战术，乘夜间猛攻据守盘山制高点的第400团，先以密集的优势火力猛轰，继之以步兵猛冲到我阵前，双方展开肉搏血战。激战中第400团营长高保庸牺牲，全团官兵伤亡达500余人，损失惨重。终因寡不敌众，弹尽粮绝，团长李生润请求增援，但师、旅部均无兵可派，盘山阵地于次日遂告失守，日军兵临天镇城下。李服膺率残部退往王千户岭，天镇城仅留第399团固守。
9月8日，日军开始攻城。骄横的日军先派10多人的小队，列队到东城门而来，被我派到城外的活动小组全歼。敌乃改变战法，先以大炮猛轰城墙，把城墙轰得乱七八糟，然后步兵在装甲车和机枪的掩护下冲锋，一连数次攻击，均被守军击退。日军于是一面派飞机轰炸、投烧夷弹和毒瓦斯弹、扫射城墙，继续攻击；一面以1个联队兵力偕坦克10辆绕过天镇，奔袭阳高、大同。
阳高，位于天镇西南，城墙破烂不堪，低处仅丈余高，根本无险可据。奉命守城的为第61军第200旅第414团600余人。
日军先以飞机低空侦察、轰炸、扫射，然后集中炮火猛轰城墙薄弱部，步兵在战车掩护下猛攻城垣。一时烟尘滚滚，炮声隆隆。我守军伤亡甚重，敌乃突破城墙。团长白汝庸亲自督战向敌反击，但未能挽回颓势。日军突入城内，于是双方展开巷战。我守军伤亡过半，遂于夜晚突围出城。阳高于9月10日失陷。
阳高失守，天镇后路被截，李服膺乃下令弃守天镇，全军撤退，并将平绥路各桥梁一律炸毁。第399团奉命于夜间有秩序地撤出天镇城。11日，日军占领天镇。
至此，大同丧失屏障，日军乘此间向大同附近集结兵力。
正值大同告急之时，广灵方面战火又起。日华北方面军第5师团在占领察南要地阳原、蔚县后，兵分两路向晋察交界的广灵进攻：一路以师团主力第9旅团及山炮兵联队等，从蔚县攻击广灵附近的阵地；一路以步兵第21旅团及野炮兵联队，从阳原附近迂回到中国守军的左侧背，配合主力作战。
广灵地处晋察两省的交通要道，由刘奉滨第73师驻防，与天镇互为策应，并协同从南口撤退于此的汤恩伯部取守势防御。但是，蒋介石又电令汤恩伯第4、第89师速开平汉线顺德，整理补充，第84师开广灵，第21师开蔚县，第94师开涞源布防。阎锡山得知后，急电蒋介石：“汤军两师南调，三师撤防，非特第二战区陷于危殆，即第一战区影响亦大，请钧座迅赐电令阻止”。蒋乃电令汤加以阻止。
为了加强该地区的防御力量，阎锡山还电呈蒋介石派兵固守涞源，电云：“涞源地形有天然要塞之形势，尤为第一、二两战区之枢纽，此地一失，一、二两战区后路均受威胁。十八集团军集中为期尚早，请迅在涞源派得力部队两三师固守，以易县、涞源之师防其东去，广灵、灵丘之兵堵其西来。此部署如成，并可相机歼敌”。
一、整军抗战（17）
汤恩伯奉命指挥第17军及第73师，在广灵一带布防，以阻止日军西侵入晋。具体部署是：李仙洲第21师一部约1个步兵团，于暖泉镇附近担任警戒，主力控置于广灵西北之南村一带，构筑预备阵地；刘奉滨第73师在伊家店、马山之线占领阵地；高桂滋第84师在马山至火烧岭一线占领阵地。
9月12日，蔚县日军2000余人附炮10余门，冒雨击退暖泉镇警戒部队。次日拂晓，又出动步兵1000余人，在10余门炮和6架飞机支援下，向广灵正面安头山、洗马庄一带第73师阵地猛攻，激战至中午，守军第423团团长吕超然阵亡，阵地被敌突破。同日，日军步兵第41联队向广灵阵地左侧翼伊家店迂回，企图切断中国守队后路。阎锡山即令汤恩伯指挥所部，相机夹击该敌。
同日（12日），由原阳南下之日军第21旅团进攻广灵西北火烧岭，与守军交战，经7个小时的激战，攻占火烧岭东北大白山阵地。阵地守军在火烧岭守军的配合下，将阵地收复。13日，敌2000余人，步炮联合，向刘家沟阵地迂回。李仙洲即以第63旅（欠第124团）在望狐村至乱岭关以北占领阵地；第61旅增援刘家沟；亲率第124团进驻赵家坪督战。高桂滋也率预备队抵小关村附近，向敌攻击。但因洗马庄阵地被敌突破，高桂滋部（第84师）向贺家窑附近、周图寺及其东侧高地转移。李仙洲部（第21师）向鳌峪山（不含）、上白羊、石人山、岔口之线阵地转移。
9月14日拂晓，日军攻陷广灵。次日，日军2000余人，在炮火掩护下，由广灵向第73师松树山阵地攻击，冲锋10余次将阵地攻占。刘奉滨急抽兵力，进行反击，夺回阵地。日军乃集中火力向侧翼阵地攻击。激战中，刘奉滨负伤，守军伤亡过半。阎锡山鉴于该师损失甚重，遂令其向义泉岭附近一带高地转移。而此时刘茂恩第15军尚未到达浑源，浑源北东井集仅有第34军的梁鉴堂一个旅。因此，阎锡山感到惶惑不安，拟转移主作战方向于浑源方面。
与此同时，日军察哈尔兵团由天镇、阳高长驱直入。但在聚乐堡前方，遭到段树华第209旅的积极抵抗，激战两昼夜。王靖国一面向阎锡山告急，请陈长捷的预备军应援，一面让集结丰镇的第35军南移大同支援。阎锡山“大同会战”的基础，已开始动摇。
9月11日，日军突破聚乐堡附近阵地，机械化部队直驱大同城外，伺机攻城。而此时配合大同防守的刘茂恩第15军仍未到达大同布防，城内兵力薄弱，防守空虚。驻军见大同难以坚守，便于当晚（11日）炸毁御河铁桥，弃城南撤广武、雁门关一线。
这时，阎锡山的“大同会战”计划已无实现的可能，当王靖国向他建议“大同无死守的价值”时，便下令弃守大同，将王靖国、傅作义、李服膺等部撤至内长城一线，准备同日军在平型关方面会战。这样，日军在未受任何抵抗的情况下，于9月13日占领晋北重镇——大同。阎锡山的“大同会战”计划自然成为泡影，正如其诗中所云：“大同撤兵制机先，敌入雁门师难全。勾注阵线五百里，处处薄弱敢辞愆。”
蒋介石获悉后，急电警示阎锡山：“集中兵力于一点，与敌决战，是失我所长，而补敌短，此非不得已，切勿轻用。弟意晋绥阵地（当）取积极防御为主也。”
对于大同弃守的检讨，阎锡山事后也承认是“战略上的自动放弃”。从天镇战斗的枪声到大同的沦陷，仅仅10天时间，日军便突破他苦心经营的晋省北面第一道防线，致使晋北门户洞开。这一结局避开中日双方军事实力等基础因素，单从军事战略角度来看，阎锡山败在了他士官学校的同窗板垣征四郎手下。如前所述，阎锡山曾预测日军进攻山西，或以主力沿平绥路西进，夺取大同，切断晋绥联系，或以主力攻广灵，截断我军后路雁门关，所以决定利用山地及既设国防工事，诱敌至大同外围后加以南北合击。可万万没料到板垣却选择了他认为是最安全的地带：从蔚县——广灵——平型关。 txt小说上传分享
一、整军抗战（18）
板垣之所以选择这个突击方向，无论在地理上还是中国军队的防御上都是极为有利的。从地理上看，平汉路西侧是太行山山脉，同蒲路东侧是恒山山脉，两山夹谷中纵贯一条从平绥铁路伸出，经察省蔚县至晋省代县的大道蔚代公路。而且这一狭长地带，地形复杂，在军事地理上是静态战役走廊，为兵家之大忌。从国民党第一、第二战区防御部署上看，恰恰忽视了这一地带，形成了一个200公里的大空隙。蔚代公路以东是太行山北端，与平汉路相接，是第一战区涿州防线的左侧后；蔚代公路以西是恒山北端，是第二战区大同防线的右侧后。两个战区各自为阵，互不衔接，将涿州、大同两点之间的中央地带敞开，既不控制蔚代公路，又不在太行山北端屯兵，从而形成涿州——大同防线的中央裂缝。板垣正是看准了这�