1937年 8月，日军组编“华北方面军”序列，以寺内寿一为司令官，并以主力第五师团担任主攻太原的任务。实际上，山西省作为华北堡垒，早就成为日军重点进攻对象。阎锡山比谁都明白，日本不可能放过他，但也不想将本钱拿出来打水漂，因此开始时没有大规模使用炮兵。
大同战役中，晋绥军和日军刚碰面就溃败，晋北大同地区很快沦陷，就是因为晋绥军只有轻武器。在之后的平型关战役中，国军团结一致，灭掉日军第五师团近万人，终因侧翼被攻破，被迫放弃平型关。紧接着，日军攻破雁门关，直插阎锡山的核心地盘忻定盆地，再退就是太原了。
忻口为晋北通往太原的门户，是保卫太原的最后一道防线。为了保卫太原，国民党第二战区指挥部集中 6个集团军，共31个师、13个旅，约28万多人，由第二战区副司令长官卫立煌任前敌总指挥，组织了忻口会战。而阎锡山只得破釜沉舟，在忻口会战中使用了晋绥军全部炮兵家当：9个团，200多门山炮和野炮。
中国军队炮兵
日军参加忻口会战的兵力共约 3个师团，7万余人，并配有350多门大炮，150多辆战车和300架飞机。从10月1日，日军千余人攻下阳明堡，至11日，日军占领原平，至此，忻口完全处在日军直接攻击之下。
次日，国军第二战区司令部调傅作义的预备兵团加入中央兵团作战，与敌继续在忻口一线作战。
运动中的中国士兵
为了攻下忻口，日军连续两次增兵。13日，日军调集五千余兵力，在飞机、大炮和战车掩护下向忻口中央阵地——南怀化猛攻，不料在阵地13次易手后，还是被国军包围歼灭。14日，日军增兵数千，再次猛攻南怀化阵地，中国守军与日寇展开更为激烈的战斗。
日军遇到国军如此顽强的抵抗，除了国军防御顽强，地形适合防守外，就是国军的火力是日军进入山西以来最强大的。阎锡山还命令太原兵工厂将库存的8万发炮弹全部运往前线。在忻口会战的23天时间内，晋绥军炮兵一共发射了4万多发炮弹，平均每天发射2000多发，有效地压制了日军火力。最终日军伤亡3万多人，国军炮兵的轰击功不可没！
