崞县、原平前哨战让日军暴露了兵力部署和作战意图，使中国军队能在较短时间内对日军的进攻态势作出正确的评估并及时做出部署，为第二战区主力部队在忻口地区的集结争取了时间。
截至10月11日，忻口前线部队已经全部进入指定位置。第二战区长官部作出进一步的部署，将中央军担任的25至30公里的正面防线再划分为3个作战地区，中央军分为三个兵团，分别驻防。傅作义率总预备队加入中央军作战。总指挥仍为卫立煌，傅作义为副总指挥。
到10月12日拂晓，日军各部陆续进入阵地。一场更大规模的战斗即将打响！
南怀化反击战1937年10月13日清晨，在20多架飞机和大量大炮猛烈炮火的掩护下，日军集中五六千兵力向南怀化阵地发起猛攻。中央兵团以炮兵协同步兵作战，顽强抵抗，对来犯日军给予大量杀伤。由于日军火力猛烈，战术运用得当，我守军阵地表面工事毁坏严重，装备损失也很大。10时许，日军趁我军伤亡殆尽、援军未及时赶到之时，多路出击，占领了南怀化阵地。日军突破南怀化阵地后，随即向纵深突入，又攻占了1300高地。第九军军长郝梦龄紧急增派第二十一师第一二五团、第一二四团阻击日军的进攻。这两个团毙伤日军400多人，于15时左右重新夺回1300高地，将日军逼退至云中河南岸。此时，左翼兵团阎庄阵地也被3000多日军突破，但第十师给予了坚决回击，将日军击退。
