在忻口血战的时候，另外一个坏消息传来，在十月初，日军攻打石家庄的同时，派遣第20师团沿着井陉，朝着娘子关冲了过来。
10月12日，日军第20师团开始对娘子关发动了进攻。
在当时，想要进入到山西，主要道路只有三条，一条是北面的大同，一条是南面的晋城，最后一条就是山西东面的娘子关。
娘子关若是，那么山西东面将门户大开，同样的，如果娘子关丢了，那么坚守忻口也会变得毫无意义。
然而更加要命的是，阎锡山在准备太原会战的时候，并没有在东面的娘子关配置足够的兵力，他太相信华北的石家庄能够守得住了。
毕竟，那个时候，华北还有刘峙的第2集团军。
在这里只能说....
就在日军进攻娘子关的时候，第二战区的副总司令黄绍竑立马赶到娘子关督战。
12日上午，日军第20师团派出一个大队，向娘子关东面的高地发起进攻。驻守此处的是西北军的17师，师长是赵寿山。
雪花山与娘子关成“犄角之势”，赵寿山守备雪花山，构成两线阵地，雪花山守住娘子关便守住了。
为守卫娘子关正面井陉雪花山一线阵地，赵寿山下令49旅守在井陉右翼郝家坡，朱家山一线。
51旅防御井陉左翼施水村一线。
补充团守备井陉一线，并有在乏驴岭布置了预备队。
经过一个白天，日军进攻无果之后，在12日下午7时左右，日军趁夜偷袭17师右翼49旅的刘家沟阵地，阵地被突破，49旅分别向刘家沟及旧关方向撤退。
同时，井陉阵地也被日军攻陷。
10月13日拂晓，攻陷井陉正面的日军组织继续向雪花山阵地进攻，虽然日军的到了增援，但是雪花山阵地险要，士兵们拼死抵抗，让日军寸步未进。
到了13日夜间，赵寿山带领17师的士兵，开始向向长生口方向的日军反击，一夜血战，17师夺回刘家沟、长生口和井陉南关车站。
而就在这形势大好，赵寿山将要复克阵地的时候，驻守雪花山的102团团长张世俊，在日军的强攻之下，违令放弃阵地，致使雪花山失守。
赵寿山当即对张世俊执行枪决，然后率部立即进行反击，但最终没有收复雪花山。
丢掉雪花山的赵寿山立即组织剩余的士兵向乏驴岭、北峪、荆蒲兰一带重新构建阵地。
同样，在13日夜间，孙连仲取代刘峙成为第二集团军司令，并且开始组织娘子关战役。
他决定，在14日清晨，以27师为主力，12师为辅向娘子关发起反攻。
随后，从14日开始，到15日两天的时间，27师一边进攻娘子关旧关，一边又向新关发起进攻。
在12师35旅及补充团的配合下，27师占领甘桃驿阵地，完成了对进攻旧关的日军的包围。
日军第77联队第三大队想要和右翼的羽鸟大队联系，于是攻占旧关北侧后，派兵向地都前进。结果在关沟一带遭遇了27师79旅的包围。
结果大部分日军被歼灭，剩余的日军只能向关沟方向逃窜。
在这两天的战斗中，国军歼灭日军500余人，但是己方伤亡也在数千之重。
到了15日，阎锡山决定娘子关附近作战由孙连仲统一指挥，并限令16日消灭旧关之日军。
15日拂晓，第12师向王家岭及旧关东南地区日军攻击；第27师围歼关沟附近之敌。
16日，守军继续向旧关等地日军发起全线总攻，战至19日，守军歼敌2000余人。
但是此时，守军伤亡人数已经超过五千。
再加上第17师阵地乏驴岭被日军攻占，遂不得不停止攻击，撤回原阵地。
此时，华北派遣军的寺内寿一看到忻口进攻受阻，娘子关进军缓慢，觉得这很有碍他的威严，于是命令第109师团，从21日开始划入到第一军当中，并且命令第一军协助攻占太原平原。
于是，日本第一军司令官香月清司，在19日的时候命令第20师团要以全力击败当面之敌，攻占阳泉平原。
21日，香月清司又让第109师团的昔阳支队，沿赞皇-九龙关-昔阳大道进攻昔阳。
第20师团根据寺内寿一和香月清司命令，将第20师团拆分成两个纵队。
右纵队沿井陉—新关—石门口大道及其以北攻击，左纵队沿微水镇（今井陉县城）—测鱼镇—石门口大道地区前进。
自21日起，日军增援部队逐次到达娘子关一带，以步、炮、空联合，向守军阵地展开了全线攻击。守军将士虽经顽强抗击，但因连日血战，部队减员过重，致使防线多处被日军突破 。
孙连仲于22日向阎老抠求援。
在此紧急情况下，129师火速向娘子关东南敌之侧后挺进，寻机歼敌，配合友军阻止日军西进。
129师加入到战场后，在26日上午，袭击了日军第20师团的一个千人辎重队，歼灭300余人，缴获骡马300匹和大批军用物资。
28日，再次伏击一支由步骑兵400余人掩护的辎重队，再次歼灭百余人，缴骡马数十匹。
而在正面战场，娘子关只坚守到了26日，守军全线溃退。
30日，日军占领阳泉、平定后沿正太路及其南侧大道向太原、榆次继续进犯。晋东战局急转直下。
鉴于娘子关已经被日军攻破，阎锡山只能调回还在忻口的国军，把他们调回太原防守。
毕竟娘子关已经丢了，继续在忻口和日军血战这是不明智的。
娘子关一丢，日军可以非常轻松的从娘子关反包围忻口的守军。
这个时候再不撤回来，那么这几万的大军就真的要全部交代在了忻口。
所以，阎锡山为了保证太原的安全，只能把军队调回来。
同样也是在这个时间段，日军第5师团被卫立煌挡在忻口暴揍，从始至终，第五师团都没有真正意义上的跨过云中河。
这让板垣很不开心，而更让他不开心的是，他手底下的国崎支队被抽调走了，回国整编之后，在淞沪战场的杭州湾登陆。
不爽的板垣，现在需要一个发泄点，他再一次把目标看向了太原。