線之敵，並堅守張家口；一面令董其武部由商都、張北一線前進增援劉汝明部。
8月15日，日軍出動大隊步兵，在40輛坦克、30架飛機的掩護下，復向南口、居庸關守軍陣地進攻。南口右側高地被敵狂轟濫炸得滿目瘡痍，一營守軍傷亡3/4，不久被敵佔領。這樣，南口就處於敵炮火之下，形勢對我非常不利。為了扭轉戰局，中國軍隊向高地發起多次反攻，但均未奏效。次日，戰鬥的焦點轉向左側高地。為了緩敵攻勢，閻錫山接受何應欽電令，速派晉綏“騎兵繼續向察北挺進，以緩和敵對南口之攻勢。” 騎兵遂連克南塹壕、化德，17日又攻佔尚義，從而對張北右側之敵形成威脅。
日軍鑑於察北我軍攻勢的壓力，乃決定早日解決南口戰役，連日出動大批飛機、坦克，發起一次又一次的進攻，但均未得逞。南口戰事更趨激烈，但是，衛立煌的援軍仍未趕到。
8月17日，閻錫山又電令傅作義率1個師（第72師）和3個旅（第200、211旅、獨立第7旅），由火車運往懷來增援南口。
日軍久攻南口不下，乃決定改變戰略，暫停正面強攻南口，採用包抄戰術，進擊張家口。
張家口，平綏鐵路線上又一軍事重鎮，自古為兵家必爭之地。早在7月20日，毛澤東就致電閻錫山，指出：“日寇大舉已定，無可挽回。如令其佔據北平、張家口，則晉綏之危至。擬憑全力督責冀察當局堅守平津、張家口等處。部隊似宜以一部向張家口出動增援劉汝明，一面力促蔣氏（指蔣介石——引者注）增兵北援。誠如尊言，非抗戰無以圖存。而今日已至力爭平津、張家口之緊急關頭。一得之愚，尚祈考慮。” 可是，閻錫山沒有接受。
一、整軍抗戰（12）
如今，日軍兵臨城下，然劉汝明仍採取單純防守的佈防戰術，戰線拉得太長，未能在敵重兵進攻的情況下，及時收縮兵力，以致崇禮、膳房堡、膳南山以及張家口的外圍陣地水觀臺相繼丟失，張家口成為一座孤城。
8月20日，傅作義在懷來召開軍事會議，準備向南口之敵反擊。這時，日軍已完成了對張家口的包圍，並以一部直撲張家口西的孔家莊車站，企圖截斷平綏路交通。如果張家口為敵所佔，平綏路被截，不僅我南口作戰部隊將處於腹背受敵的不利境地，而且有被敵前後夾擊而全軍覆沒的危險。傅作義不得不分兵作戰，令第72師、獨立第7旅馳援南口，親率第200、第211旅回援張家口，並會同第218旅夾擊日軍，以掩護我軍撤退。
8月21日，日軍調集重兵向張家口發動猛烈的進攻。時值傾盆大雨，守城部隊在泥濘的雨水中與日軍展開肉搏，喊殺聲與雨水聲響成一片。但駐守右翼城垣的劉汝明一部不支而退，致使兩翼守城陣地陷入重圍，而劉汝明又未能組織有效的反擊，貽誤了戰機。至27日午後，日軍大部隊衝入市內，劉汝明率部突圍，向宣化、涿鹿一帶轉移。
張家口戰事的失利，使南口守軍處於背腹受敵的困境。湯恩伯不得不收縮防線，調整部署，與高桂滋的第17軍在南口、居庸關、延慶、懷來一線，憑藉長城天險，奮力抵抗。然而，援軍遲遲未到。傅作義部的陳長捷第72師21日在橫嶺與敵相遇，激戰竟日，雙方傷亡均重。衛立煌部行至永定河右岸時，即遭日軍狙擊，未及展開作戰，旋即撤走。這樣，南口一線守軍孤立無援，處境更為困難，而且守軍將領面對機動性強、裝備優良的日軍，一味依重單純性防守，同敵進行陣地消耗戰，以致兵員越拚越少，“處處居守則處處薄弱，易被敵擊破。” 24日，敵竄至康莊。經旬餘血戰，8月25日南口失陷。
南口是京綏路東段的門戶。南口失，閻錫山一面震驚，一面抱怨他人，曾作一首《守南口》的詩：“中樞決策守南口，張垣當局不