以后，奉令撤入城内。
7日拂晓，北城外的日军利用关厢建筑物，东门外北段的日军利用丘陵地带，分别接近城墙，开始了全面进攻；同时，日军还分兵绕过东城，向城南的火车站迂回；另支日军则由汾河上游渡河，进出于城西的汾河西岸，企图对太原合围。
日军主力以步炮空联合作战，又向东北城角猛烈进攻。经守军连夜修复的城墙缺口，很快又被日军大炮、飞机轰炸摧毁。战况甚烈，城坡上日军尸体成堆，大片黄土已成殷红色。太原守军也伤亡惨重。日军整天猛攻东北城角，伤亡惨重，很不甘心，由白天进攻，改在黄昏调集精锐，加大兵力，再次强攻。城墙缺口守军，全力阻击，终于在兵员伤亡殆尽、援军一时调集不来的时候，被日军约一营兵力突入城内，占领了小教场的炮兵营盘。
8日，日军继续向北、东两线进攻，守军各团连日激战，兵员损失很大，东北城角的缺口守军已无法控制。日军从这里又钻进来两个营，会同昨日突入的部队，向外扩张战果，但由于地形局限性很大，于作战不利，经过巷战，日军攻占几个院落，再没有发展。坚守太原部队也已精疲力竭，既不能歼灭入城的敌人，也没有力量将敌人逐出城去。同时，守军发现日军坦克掩护汽车，不断由汾河以西公路上，向南运送部队……。
傅作义在防空洞里焦急不安，一个劲地向部下下令：“坚决守住！”就是不肯吐半个“撤”字。直到最后，才叫来参谋长陈炳谦、守城指挥官袁庆曾。他们两人一进屋就对傅作义说：
“司令，实在顶不住了，撤吧？”
傅作义铁青着脸：“你俩也说撒退，那好，撤！”
傅作义下令守城部队于8日晚突围。太原城仅仅守了3天就陷入日军之手。
1937年11月8日，日军进占山西太原
阎锡山和赵戴文率领第2战区司令长官部和山西省政府人员，出太原城由孝义县、县的大麦郊，撤退到临汾。太原城防司令傅作义和他的参谋长陈炳谦，带少部分警卫部队，渡汾河从炭窑口上了西山。然后，集结退出太原城来的1000多人，到达石楼、柳林一带休整。
晋绥军经过3个月的连续作战和溃败，至此已丧失十分之七。阎锡山自从离开太原之后，把一切希望都寄托在山西的新军——共产党员薄一波等所组织的山西牺牲救国同盟会及其领导下的山西青年抗日决死队身上，希望借助这些爱国的进步青年建立新的军事力量，打开山西的新局面。阎锡山本人既不敢明目张明地逃跑，又不愿离开自己的老窝，他带着一部分刚刚组建不久的新军决死队，教导团，坚持在吕梁山脉，胜则发展游击战争，败则退到黄河西岸的陕西省宜川县去，把领导第2战区作战的责任完全推给黄绍和卫立煌。
黄绍本是桂系中的第三把手，自从被蒋介石收买叛离了李宗仁、白崇禧，在南京一直是高官厚禄，养尊处优。蒋介石不派自己的嫡系，而先派黄绍到山西，是想既消除阎锡山的顾虑，又可以掺砂子。黄绍没带一兵一卒到山西，空头指挥不好当。娘子关失守直接导致忻口会战流产和太原失守，他自己也觉得面子上不好过。对华北抗战，黄绍已经失去信心，到临汾没住几天就借口到南京汇报，一去不复返。
丢了大半个山西，又损兵折将，安插在阎锡山身边的人又没呆住。蒋介石仍不死心，又想出一个在华北成立第7战区的方案，用第7战区司令长官的名义调虎离山，把四川的实力派人物刘湘调到华北来。刘湘当然不愿意，阎锡山也怕他来，这个方案也只好流产。
于是，在临汾主持山西战局的责任就落在卫立煌身上。
日军占领太原后，需要时间进行休整，暂时不能继续南下。
中日两军对峙的地界，中间是同蒲铁路线上的介休，西边是晋西南的大门汾阳，东边是晋东南的大门子洪口。卫立煌指挥的中央军和杂牌军到此时已伤亡溃散近半数。
到临汾以后，主要是收容集结队伍，补充人员和武器，准备抵抗日军的继续南侵。
11月中旬，南京最高统帅部重新发布命令，任命卫立煌为第2战区副司令长官兼前敌总指挥。
山西之战从此转入中共八路军与日军的游击战。
畏敌如虎，韩复榘闻风而逃失天险
1937年11月11月晚，中国第一大都市上海失守，长达3个月的淞沪会战以中国军队的失利而告结束。
津浦线上，一列专列在向北急驰。车上坐的是刚刚就任第5战区司令长官的李宗仁。淞沪会战结束的第2天，他就急急赶往第5战区司令长官部所在地徐州上任。
李宗仁坐在车中，听着远远传来的隐隐的炮声，紧锁双眉，心情沉重。
华北战场，由于国民政府对抗战准备不足，指挥失当，在日军大举进攻下仓促应战，败退千里。继平津沦陷之后，保定、沧州、石家庄、张家口、太原、德州等重要城市相继失守。日军前锋已经到达黄河岸边。
南战场上，上海失陷后，日军正迅速向南京进逼。李宗仁十分清楚，在战术上说，南京是死地，日军可以三面围攻，而北面又可从水路进犯，南京守军将无路可退，如果南京一失，日军将以排山倒海之势沿津浦线北上进政徐州，打通津浦线，使南北两路日军联成一气。再沿陇海路西进，可直取郑州，继而利用中原平坦地势，发挥日军机械化部队的威力，沿平汉路南进，直取武汉。这样一来，中国的抗战局面就更加困难和危险了。
李宗仁暗自祈祷南京方面能顶住日军的攻势，这样就可以使徐州暂免腹背受敌的窘境，对南线无把握，对北线的形势，李宗仁也是心存疑虑，担心韩复榘能不能阻止日军在山东的推进。这次统帅部让第8集团军总司令韩复榘任第5战区副司令长官，就因为他手握重兵，统辖3个驻在山东境内的军，部队训练和装备在5战区也算上乘，而且韩复榘过去颇能打仗。只是，韩复榘刚愎自用，又与蒋介石素有积怨，关键时刻能否服从命令，拼死力战，李宗仁实在没把握。
徐州，李宗仁所见所闻，更让他心往下沉。但见徐州人心惶惶，市面萧条，第5战区大多数部队皆非蒋介石的嫡系，在日军强大的攻势震慑下，担心把自己的家底打光，一心只想保存实力，畏战不前。李宗仁苦口婆心，晓以大义，同时，积极争取蒋介石能对这些部队一视同仁，尽量为他们解决困难，使他们自觉服从命令，效命疆场。
李宗仁每天清晨或午后，都要骑马到徐州主要街道巡视一番。虽然战况紧急，他仍然显得悠悠自得、镇定自若。军民们见此情景，人心大为安定，市区重又热闹起来。然而，李宗仁心里并不轻松，他那镇定自若的外表下却隐藏着深深的忧虑。
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不足1月，李宗仁的忧虑就变成了现实，而这一切果然来自刚愎自用的军阀韩复榘将军。
素称天险的黄河，北岸高于南岸。北岸不守，南岸自然难保。因此，蒋介石命令韩复榘应以重兵坚守黄河北岸，其余部队在北岸进行游击，以巩固黄河防线。
谁知韩复榘却把蒋介石的命令当成了耳旁风。他提出黄河北岸与济南皆不可守。他致电蒋介石：
“北岸地狭无活动余地，济南临近黄河，在北岸炮火之有效射程内，吾意决北堤，以黄水阻日军进犯。”
蒋介石回电坚决不答应。韩复榘见状索性不买蒋介石的账，我行我素。1937年10月26日，日军第10师团在平原以东增加步兵2千多人，大炮10余门，坦克10余辆，企图扫荡临邑附近的曹福林师主力，再由济阳挺进黄河。
蒋介石于11月6日、8日连电令韩复榘率主力渡黄河北上，主动出击，打击津浦路当面之敌，并策应平汉线上宋哲元部作战。
韩复榘回电：“拟请令李长官（宗仁）派队接津浦线济南以南防务。并莅济坐镇，职愿率所部3师或4师兵力，经武城、郑家口进出河间与宗部协同前进。”
韩复榘这次倒是听令而行了，亲率展书堂师和孙桐萱师1个旅由济阳抵达商河、德平附近集结，增援曹福林师。但是一路上走走停停，裹足观望。
11月8日，日军主力分兵两路向黄河推进。一路是第109师团本川旅团，以步兵千余人、坦克8辆为先头部队，从盐山出发，到11日为止，接连攻占庆云、乐陵、惠民。
13日，这股日军向济阳进攻，韩复榘亲自出马率孙桐萱师辎重营和手枪旅1个团在济阳城东关御敌。手枪旅根本不是日军的对手，交手就败退下来。韩复榘带着贾本甲团不过百十人的兵力被日军包围在一个村子里，手下弟兄们拼死冲杀，保护韩复榘骑着摩托车冲了出去。
一跑回济南，韩复榘气就不打一处来，大骂蒋介石：“打！打！打！老子几乎回不来了。”
与此同时，另一路日军矶谷师团主力部队，在炮兵和战车的配合下，向曹福林师猛攻，曹福林师抵挡不住，官兵伤亡500多人，退到临邑以西。日军第10师团一部千余人，配合火炮20余门，向堤李桥前进。
看此情景，韩复榘以惠民、济阳都已失陷，声援平汉线作战计划已不能实施为借口，下令所属第3集团军各部队撤过黄河，还没等29师60旅孙学发部撤退到南岸。就下令炸毁黄河大桥。
在此之前，李宗仁曾专程到济南同韩复榘商讨作战计划。他建议如果济南失陷，第3集团军可以退到沂蒙山区，以策应他在津浦路南端的战事。
可韩复榘听后眼睛一瞪：“南路日军很快就要打到蚌埠，北路日军如过了济南，两路一夹攻，我们不就让日本人当了‘饺子馅’吃了吗？”两人话不投机，不欢而散。
在日军迫近黄河的关键时刻，蒋介石却下令把南京派来守备黄河的重炮旅调回。韩复榘气得破口大骂蒋介石不为抗日，想借日本人的手消灭异己。这下，韩复榘更无心抗日了。
李宗仁一走，韩复榘为了保存实力，秘密制定了放弃济南的撤退计划，下令把民生银行和金库里的1亿5千万两黄金、3万两白银以及公私辎重全部装好，连夜运到河南南阳。此公根本无视国民党军委会关于“各战区守土有责，不得退入其他战区”的命令。在黄河北岸只派少量部队应付了事。
日军很快就打到了黄河北岸，并占领了居高临下的鹊山，向南岸的济南开炮示威，炮弹直落到济南商埠和车站上，济南陷入一片恐慌之中。
不久，日军又调来远程炮，炮弹飞越济南城区一直打到千佛山下，济南军政机关纷纷撒离。韩复榘令省政府各机关和全体人员先行撤到宁阳县。他自己为了躲避日军的炮火，住进了千佛山上的寺院。此后，中日两军隔河对峙了一个月。
12月23日晚，日军重新开始进攻。济阳至青城间黄河北岸的日军向南岸谷良民师阵地炮击，掩护日军用小汽船强渡黄河。受总司令影响，谷良民师不但不竭力阻击，反而掉头就跑，向周村退却。其实，刚开始渡河上岸的日军不过几百人，中国守军一跑，日军轻易上岸，占领了黄河南岸宽约2余里，纵深达10余里的区域。
一听说日军已经渡过黄河，韩复榘带头逃出济南，退到泰安，防守黄河的部队一看主帅跑了，也纷纷后退。25日，日军占领周村，27日，攻陷济南。
济南失守，山东危急！蒋介石、李宗仁万万没想到韩复榘竟如此畏敌，炮声一响就脚底抹油。他们连连发电给韩复榘，告知占领济南之敌并非日军主力，且鲁中山区日军机械化部队通行困难，命其将主力分布在泰安至临沂一带进行抵抗。蒋介石在电文中词语恳切地说：“万勿使倭寇垂手而定全鲁。”
但是，“韩复榘充耳不闻，借口没有预备队，无法阻止日军前进。李宗仁电令死守泰安，韩复榘回电说：“南京失守，何守泰安？”12月31日，韩复榘下令弃泰安。
对此，李宗仁实在忍无可忍，愤而电告蒋介石：“至于韩部之行动，拟不再加严令，免伤情感。”
当时，限于上海战事，进攻山东的日军兵力并不多。由于韩复榘不战而退，日军得以长驱直入。12月底，日军分别占领长清、肥城、莱芜、泰安，1938年1月1日，日军百余人轻取大汶口，一个中队的日军就轻而易举地占领了一座县城，成了战争史上少有的奇闻。
1月4日，日军再占宁阳、兖州、曲阜、蒙阴。日军前锋直指汶上、济宁。短短1个月，日军一个半师团横扫齐鲁大地。面对陇海线随时可能被日军切断的危险，蒋介石及军委会都接连致电韩复榘令他死守。
李宗仁也忘了自己给蒋介石电报上说的气话，在致韩复榘的电报中几乎是在求韩复榘了：“兄治鲁七载，对鲁省锦绣河山、驯良人民，恋恋之情，较弟为深。”“务请兄于运河之线竭力支持，固守汉济。”并告之邓锡侯、孙震二人的部队已在邹县附近增援。
无奈韩复榘铁了心要后退，要保存实力，根本不为所动，一直退到鲁西的单县、成武、曹县一带才止住脚。这一退，几天之内500里，把齐鲁大片山河拱手送给了日军。
由于韩复榘不战而退，使日军轻取山东，整个抗战形势骤然变得危急起来，日军占了山东，就可直攻徐州，而李宗仁在徐州以北只有少数桂系军队驻守，日军随时有直冲徐州的危险，南北夹击，整个华北、华东战局危如垒卵。
山东事急！津浦事急！全国舆论一片哗然。
1938年1月，武汉。
蒋介石在行邸坐卧不宁。半年来的抗战，中国军队的弱点已暴露无遗。事实证明，中国军队面临的严重问题不在武器装备的落后，也不缺乏抗战热情和作战之勇敢，而是军纪涣散，令不行禁不止，各级将领各行其是。
淞沪会战后期像决了堤的洪水一般的撤退以及南京的大混乱、大溃退使他痛心疾首，丢尽脸面。华北混乱的战场更使他意识到军纪不整、各地