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10月4日，在雁门关南的代县城，日军第5师团长板垣征四郎召开作战会议。师团参谋长西村利温、步兵第21旅团长三浦敏事、独立混成第2旅团长本多政村、独立混成第15旅团长筱原诚一郎、独立混成第1旅团长酒井镐次参加。
板垣说：“遵照天皇陛下的意旨，本师团长受命指挥各位攻占太原。陆军部命令，原属关东军的独立混成第1、第2、第15旅团，归本师团长指挥。方面军决定，在进攻太原的战役发起后，将继续派遣部队支援我们作战。此外，关东军司令阁下，还承担了内长城以北地区的安定任务。这样，本师团指挥下的部队便无后顾之忧，可集中全力进攻太原。”
板垣征四郎用木杆指着挂在墙上的地图说：“根据情报，中**队正在太原以北忻口地区布防，准备与我皇军决战。忻口以北有两个重要军事据点：崞县和原平。敌军一定会在这里阻击皇军进攻，以便完成在忻口的部署。皇军必须不给敌军以喘息时间，立即发动进攻！本师团长命令：本多旅团长指挥所部攻击崞县之敌，筱原旅团长指挥所部在原平以南、忻口以北地区展开，向忻口敌军发动攻击！”
此时，日军集结在代县准备参战的部队约有五万多人，不算开战后增补部队。
10月4日，日军独立混成第2旅团在飞机战车掩护下，向崞县东城和西郊发起攻击，拉开崞县保卫战序幕。第19军军长王靖国按照阎锡山令“第19军以‘依城野战’方式，固守崞县到10月10日，无命令不得后退，以掩护各路大军占领忻口，完成部署”的命令，与参谋长梁培璜商定：以205旅依据崞县北城，215旅依据西城及南关西部，209旅依据东城及南关东部，各部以三分之一兵力在城内防守，三分之二兵力在城外部署，准备迎战。
中午，王靖国接到阎锡山“固守崞县，无命令，不得后退”的急电。下午，战区长官部发来原第61军军长李服膺违令擅自撤退，已被枪决的通报。接着，战区执法总监张培梅派宪兵送来一封信：“王军长览：放弃雁门，你就该死。守住崞县，尤为侥幸。再失此城，国法不容。泰山鸿毛，皆是一死，交在生死，不敢不告。梅手字。”王靖国看完信，面色阴沉。
5日拂晓，日军飞机大炮从北、南、西三个方向对崞县城猛烈轰炸，炮声隆隆，火光冲天，尤以北城攻势最猛。守军第205旅旅长田树梅，赤着膀子来到北墙督战，将日军打退。日军大炮再次猛轰。北城第407团指挥所窑洞被炸塌，上校团长刘连相、中校团副高玉麟及众多通信兵和传令兵，全部被埋遇难。
旅长田树梅闻讯，从410团阵地迅速赶来，迎面碰到第407团营长柳青魁。
田问：“你们团长呢？”柳答：“被埋在窑洞里。”
田问：“你刨了没有？”
柳答：“没，没有刨。”
“团长死了，还有营长，谁叫你们撤的？你为什么不指挥作战？”田树梅怒火冲天。
当即命令随从将柳青魁枪毙。407团溃部不敢再退了。
这时410团传令兵跑来报告：“410团团长石焕然在激战中牺牲。”
战至傍晚，守军城外阵地全部丢失，退入城内防守。
6日，日军飞机大炮对崞县城狂轰滥炸六小时，北城墙被炸塌，第410团团长石焕然阵亡，全团伤亡殆尽。日军乘机突入城内，两军展开巷战肉搏。守军各级军官亲率余部奋战，局势无法挽回。坚守城西关的一个团全部殉国。
第19军伤亡过半，眼看崞县城不保。
军长王靖国束手无策，但慑于军令，不敢擅自撤守。军参谋长梁培璜将情况电报阎锡山和赵戴文，建议与其束手待毙，不如退出城外，东渡滹沱河，回身扰袭敌后。阎锡山未予理睬；赵戴文却回电说：“如果情况属实，可如拟办理。”
这封电报，为第19军撤守崞县城提供了依据。
7日拂晓前，第19军各部撤出了崞县城。王靖国是阎锡山最信得过的实权人物之一，阎锡山对这位五台同乡甚至到了言听计从的程度。王靖国没能完成阎锡山令他“坚守崞县到10月10日”的任务，但他并没有受到军法惩处。