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。
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