2師第35旅，沉著應戰，終將敵擊退，並佔領甘桃驛及其兩側高地。敵退據王家嶺西端山及舊關東西高地，據險頑抗。此時，第27師出擊部隊，一度攻佔核桃園及大小龍窩；第12師第34旅，也由王家嶺向大小龍窩迄舊關之線推進，對由舊關侵入關溝的1500日軍形成夾擊之勢。關溝之敵企圖由地都東南奪路而逃，遭我第79旅迎頭痛擊，大部被殲。舊關日軍在炮火掩護下，企圖解關溝之圍，遭到我之阻擊，仍退回舊關。當夜，第35旅進行夜襲，攻佔舊關東南高地，惟正東高地斜面長衝，受敵機槍阻擊未能得手。
由於第20師團在舊關方面陷於窘境，第1軍司令官香月清司乃增派第20師團1個步兵大隊和1個山炮中隊增援右支隊；並派第1軍2個步兵大隊、1個炮兵大隊，予以支援。
10月15日，閻錫山下令“娘子關方面戰事以孫副總司令連仲負責指揮”，“舊關附近之敵茲限16日完全解決，……希嚴督進攻部隊拼命殺敵，該總司令、軍長應親自督戰，有畏縮不前者，就地槍決”。
當日拂曉，第12師與第27師繼續與敵在舊關附近激戰，至晚，斃敵大隊長中島利男以下500餘人。 txt小說上傳分享
一、整軍抗戰（37）
為了殲滅舊關附近之敵，黃紹竑決定翌日拂曉，對敵發起全線進攻。以第3軍為主攻部隊，攻擊舊關之敵；第27師主力由大小龍窩切斷敵歸路，以一部肅清關溝之敵，協同第3軍會攻舊關。16日拂曉，攻擊開始，那時，日軍也行反擊，戰鬥至為激烈。核桃園東北（1000）高地之敵以猛烈炮火向第34旅射擊，敵機不斷轟炸，該旅仍退回原陣地。中國軍隊雖將關溝殘敵肅清，但未取得反攻之果。傍晚，第27路軍工兵營所在的舊關西南高地，被敵突破。第27路軍教導團李振西部，奉命增援，與敵激戰，奪回敵固守山頭3座，肉搏五六次，將敵壓迫至舊關以東高地。次日，日軍增兵進行反攻，全團官兵浴血奮戰，激戰終日，將敵擊退。是役，該團傷亡奇重，幾至全部犧牲。第27師主力擬先切斷舊關之敵後路，然後將其殲滅，但遭敵大舉反攻，雙方激戰至17日，肉搏10多次，終將核桃園至舊關通路截斷。
10月17日夜，第12師第34旅1個團與第7師1個團，分向核桃園及舊關東南各高地攻擊，第35旅亦以一部向舊關出擊。激戰至次日中午，雖突破東南高地敵陣地，但因舊關高地未克，不能收夾擊之效，雙方處於對峙中。
此時，忻口日軍在南懷化受到中國守軍的頑強抵抗，戰事陷於膠著。10月17日，華北方面軍命令第1軍以精銳兵力迅速突破正太線方面的中國軍隊陣地，進出榆次附近，以便於第5師團攻佔太原。
然而，娘子關方面戰況並無多大進展。舊關至核桃園一帶日軍，連日遭守軍猛擊，傷亡甚眾，山溝中積屍累累，殘敵1000餘退守舊關附近高地。19日晨，日軍增加兩個聯隊，在優勢炮火及飛機掩護下，向乏驢嶺第17師陣地猛攻，守軍依託陣地，奮起還擊，激戰至下午1時，團長以下軍官傷亡達27人之多，士兵傷亡過重，彈藥殆盡，即以石擊敵，終因寡不敵眾，陣地失守。
10月19日，川岸文郎接到第1軍“攻擊當面之敵，攻佔陽泉平原（平原疑為平定之誤——引者注）”的命令，乃調整部署：“以右縱隊（原來的右翼支隊）沿井陘——新關——石門口大道及其以北攻擊敵人；以左縱隊（以步兵4個大隊、山炮兵1個大隊為基幹）沿微水鎮——測魚鎮——石門口大道地區前進，進入右縱隊正面的敵人背後。” 即採取迂迴戰術，企圖抄襲娘子關和舊關中國守軍的後路。
從10月20日開始，日軍在飛機和大炮掩護下，發起大規模進攻。第30師第88旅在北峪附近與敵肉搏10餘次