天镇城内守军坚守城垣阻击敌人外，其余全被敌军冲垮，向后撤退。
十月十二日晨七时，六架日机轰炸阳高，同时，敌军分南、北两路向镇宏堡、聚乐堡一线追击。此日，敌军除一个混成旅团占领镇宏堡外，其余主力向聚乐堡攻击，守城部队受到严重伤亡，城被敌军攻陷。第61军军长李服膺即率部撤退至聚乐堡以南的瓜园村休整。
防守天镇城的守军坚守数日，打退敌军六次进攻，终于在敌军以飞机、大炮助阵下，同时城内粮弹均缺，遂突围，天镇城终被敌军占领。
十月十六日，阎锡山下令留一个旅在大同城附近依城野战，两个旅占领大同以西山地阻敌西进，各部队向大同以南、桑干河南岸的山地转移，某国关东军察哈尔兵团司令部部未经战斗便进入晋北重镇大同。
敌军占领大同后，关东军的作战告一段落，接着部署攻占大同附近的地区。丰镇、集宁、尚希庄等地先后沦陷，关东军于十九日，交防给第一军下辖之混成旅团驻防，其余部队向绥远方面进攻。
占领南壕堑的关东军一部占领兴和，接着向凉城方面进攻，二十六日，该部在从右玉方面进攻的关东军的协同下，进占凉城。至此，察南、绥东和大同周围的晋北地区全部沦于敌手。
再看平汉铁路及津浦路南线战场。
由于这一线布置有中**队七个集团军，共六十八个师及三十二个独立旅，加上后勤及辎重兵，合计一百零八万人。
这其中，包括号称中国最精锐的两支中央军嫡系部队卫立煌第十四集团军（下辖郝梦龄第九军、李默庵第十四军）和薛岳第十九集团军（下辖薛岳兼任军长的第五军、关麟征第五十二军），以及包含桂系第一王牌钢军第七军在内的第二十一集团军廖磊部、晋绥军中有名的善守大将商震领衔的第二十集团军、雄踞华北多年战力卓著的宋哲元第二十九集团军、刘峙第二集团军下最擅打硬仗的孙连仲第一军团等。
有鉴于此，石原莞尔也集结重兵，向南线一口气出动十四个师团、十六个混成旅团、十个伪蒙师，总共集结八十余万军队，以排山倒海之势，向平汉铁路南线碾来。
驻保定清苑机场的中央空军独立第二、第三、第五、第七、第九共五个驱逐机中队，掩护着独立第十一、十二、十三三个轰炸机中队，力图压制敌军的进攻，但是这时敌军可怕的四发轰炸机集群再次出现，近百架yb17空中堡垒轰炸机，在二十八架隼式战斗机和四十二架美国寇蒂斯xp40战斗机的掩护下，双方在保定空域发生激烈交战。
中央空军不知道敌军结阵的四发轰炸机的厉害，冲入敌军的轰炸机群中，准备把局势搅浑，谁想甫一交火，便折损近半战机，随后在敌军战机步步压迫之下，进退失据，终于在敌军轰炸机群光临保定上空时，彻底遭受失败，五个独立驱逐机大队共50架a25、a26战斗机折损了三十八架，其余三个独立轰炸机中队的各种型号的轰炸机被全歼，停留于机场上的运输机、侦察机，悉数被敌军航弹摧毁，至此，华北地区的制空权完全落入敌军之手。
在敌军铺天盖地的炮火和轰炸机肆无忌惮地攻击之下，再加上坦克集群的冲锋，从来没有见到过如此猛烈炮火的川军最先崩溃，驻守于高碑店、涞水、易县一带的邓锡侯第二十二集团军三个师在还未与敌军接战便伤亡三分之一的情况下，其余官兵转身拔腿就跑，'乱'军冲破薛岳第十九集团军的防线，敌军装甲部队趁势掩杀，十九集团军战线被打'乱'，第五军和第五十二军将士还未反应过来，就被'乱'军裹挟着一路退到保定。
由于西部防线的陷落，固守白洋淀以北容城、新安、雄县的商震第二十集团军侧翼暴'露'，不得已之下，也紧急撤向保定；据守大城、文安、新镇县的廖磊第二十一集团军