1937年10月至11月，华北抗战面临的形势更是非常严峻。
从10月11日至11月2日，自北平和天津地区南下的日军，与中国军队在山西境内展开了一场空前的大会战。日军的目标是争夺太原，中国军队的目标是保卫太原，所以这场会战又称太原会战。
北平和天津失陷后，国民政府就判断日军必定向内地发动大规模进攻，为适应全面抗战形势，迅速组建了新的统帅机构，并将全国分为五大战区进行部署。其中，华北地区为第一、二两个战区配合作战，阻挡日军攻占华北。第一战区司令长官先是蒋介石兼任，后很快就改为陈潜。第二战区司令长官一直由阎锡山担任。
为了保卫太原、保卫华北，中国军队奋起还击，阎锡山的晋绥军、国民党的中央军和中共领导的八路军团结合作，在军事上相互配合，在第二战区司令长官阎锡山，副司令长官朱德、卫立煌、黄绍竑的指挥下，开展了太原会战。
日军计划中的主攻方向是在忻口。忻口是太原北部的屏障，左倚云中河，右托五台山。守住了忻口就能守住太原，守住了太原就可定山西而保华北。
正是因为忻口有如此重要的战略地位，所以，日寇为了实现迅速夺取华北的战略企图，在平型关战役结束后，就调集重兵五六万人、坦克150辆、大炮25门，在日军第五师团长板垣征四郎的率领下向晋北忻口进犯。
同时，日军为了配合忻口方面的进攻作战，派精锐部队华北方面第一军第20师团、第二军第108师团和第109师团第31旅团，组成西进兵团，由川岸文三郎统一指挥，沿正太路西进，企图进入井陉以西的娘子关等要地，切断山西的交通，以策应第5师团的作战。
第二战区司令长官阎锡山将晋北忻口视为主战场，以晋东娘子关为副战场，制定了保卫太原的防御计划。他重视晋北地区防御，将主兵力布置在忻口及其两翼，而晋东地区兵力较少，最初只有晋绥军守备。
日军近逼滹沱河北岸时，第一战区司令长官程潜急令冯钦哉率国军第14军、第3军、第38军第17师及第38军教导团向娘子关预备阵地转移，以掩护第二战区作战。
10月11日，因日军西进兵团率先进犯晋东地区，于是，娘子关战役在忻口战役之前两天打响。
第3军从冀中启程赶往晋东前夕，军长唐淮源接到第8师报告，意外得知第8师断后的李向东那个营，竟然在定兴阻击全歼日军机械化机动大队，并跳出日军的包围圈到了冀西北，顿时大喜过望。
唐淮源再次认识到这个营长李向东值得重用，马上命令军政治部将此事通报全军表彰，并提拔李向东为上校团长，在第15营基础上组建新编第1团，命他立即率第15营先赶赴娘子关，参加完太原保卫战后立即启动新一团的组建。
此时，正好国民党《中央日报》的记者柳如梅来第3军随军采访，柳如梅若获至宝，通过军部电报与第15营通电再三核实定兴阻击战经过后，将此战成果发回报社刊登，使李向东和他带领的第15营名声大振，全国闻名。
李向东和他的第15营对此却是丝毫不知，即便知道也顾不上高兴。因为，就在10月11日早晨，日军川岸文三郎率领的第二十师团就已经开始向娘子关一线疯狂进攻，驻守雪花山的第38军第17师首先与日军接战。
紧接着，驻守旧关一带的第3军也遭到了日军的猛烈进攻，缺乏重武器防守的第3军阵地更是岌岌可危，面临着随时被日军突破的危险。
由于第二战区长官部将大部分兵力投放在晋北忻口一线，晋东娘子关一线守军可谓兵少将寡，当时可供调遣的只有陕军冯钦哉部3个师和中央军第3军管辖的2个师。这些部队全部被派遣在北至龙泉关、南到九龙关、马岭关150里宽的第一线，没有任何预备队。
这样的布置，只要日军冲破一个地方，就会全线崩溃。
第二天，日军后续部队源源不断地乘火车到达井陉车站，向旧关增兵。第17师师长赵寿山亲率主力部队从乏驴岭右翼出击，以迅猛的动作直取井陉车站，将刚到车站正在休息的日军后续部队打得纷纷逃窜，缴获了大量军用物资。
但因日军已经占领雪花山，刚刚占领井陉车站的第十七师官兵，被雪花山日军居高临下，以强大的火力向车站内狂射，车站外的逃敌也反扑回来，意图包围第十七师。
赵寿山不得不命令放弃缴获的军用物资撤离，转向雪花山背后方向进攻，重新夺回了雪花山阵地，并将此前违令放弃阵地的团长张世俊当场予以正法枪毙。
得到后续部队增援的日军，当日继续向第38军和第3军防守的阵地猛烈进攻，战斗更加激烈，攻守双方都伤亡惨重。日军丧心病狂地以燃烧弹、毒气弹向国军阵地发射，配合步兵的反复进攻，国军阵地失而复得，与日军展开了反复的拉锯。
第38军第17师据守的雪花山阵地更是反复易手多次。连长张登第是一名共产党员，他率部坚守在雪花山阵地上，遭到的攻击更加频繁，他带领全连官兵英勇奋战，最后全部壮烈牺牲在阵地上。
第3军