但是神木電廠，神木鋼鐵廠是完全暴露在外面，因此，三支防空營一律佈防在電廠及1、2、3、4號高爐周圍。高射機槍能起多大防護作用，只有透過實戰來檢驗了。
鳩山浩二駕機飛到神木上空，看到一大片工廠和煙霧繚繞的煙筒，不由得大喜。無需再說什麼對準目標把炸彈準確的投下去，就是他們主要的任務，鳩山浩二命令瞄準手、投彈手準備，由於轟炸機只能在神木上空遲留半個小時，因此要抓緊時間投彈。
鳩山浩二瞄準了一座高爐，他一推舵把飛機劃了一條美妙的弧線，接著開始俯衝，地面上的高爐越來越清晰，在100公尺的距離，鳩山浩二剛想拉起機頭，突然一片草叢發出了密集的彈雨，鳩山浩二反應很快，意識到不好剛想拉起機頭，可是已經晚了，一片彈撲面而來，鳩山浩二和副手身中數彈，兩人瞬間趴伏在前面。
高射機槍槍彈是12點6毫米，打到人身上就是一個大洞，即使沒有集中要害部位，人也會立馬昏厥過去。僅僅是幾秒鐘，轟炸機一頭栽向地面，伴隨一聲巨響，接著一聲更大的爆炸聲，鳩山浩二的轟炸機被炸得四分五裂，爆炸的氣浪迅速升騰成一股濃煙，在空氣中亂舞。
無獨有偶，毫無準備的日軍轟炸機，還沒有投彈便有幾架被擊中。日軍轟炸機飛行員以為地面射擊的機槍，因此日軍飛行員吸取教訓，第二輪俯衝攻擊，把轟炸機控制在500米距離，可是依然有好幾架轟炸機被擊中墜地。日軍轟炸機很快改變戰術，改用1000公尺水平投彈，可是地面上的防空火力非常密集，仍然幾架飛機墜毀，同時還有不少飛機中彈負傷，如此密集的防空火力，日軍轟炸機飛行員懵了。
幾番折騰，日軍轟炸機必須返航，因此他們匆匆忙忙扔完炸彈，趕緊向回飛。日軍這一輪轟炸被打了一個措手不及，在神木上空有22架轟炸機被當場擊落，在返航途中有6架受傷的飛機墜毀。而對黃河渡口的的轟炸，日軍轟炸機也損失了12架飛機。唯一的戰果是對忻州兵工廠的轟炸，沒有遭到防空部隊的打擊，可是兵工廠都開鑿在山洞裡，因此日軍的轟炸效果不好。
下午窮兇極惡的日軍，又從石家莊出動大批轟炸機，對神木進行飽和轟炸。日軍轟炸機一律實行1000公尺水平轟炸，在這個高度轟炸準確率不高，日軍又損失了8架轟炸機，但是飽和轟炸有了效果，一座高爐被擊中，有5挺高射機槍被摧毀。另外日軍的飽和轟炸，癱瘓了北部的黃河渡口。
而從北平出動的遠端轟炸機，戰果顯著。他們轟炸了忻州火車站，包頭火車站及包頭城內的大量工廠，同時炸燬了5座小型橋樑，當天太原至包頭的鐵路線便全面癱瘓。另外有一列正在行駛的列車也被日軍轟炸機炸燬。
日軍大面積的空襲，而且分別針對不同的目標，這是穆亞平事先沒有想到的。太原戰區司令部裡，所有人神情肅穆，此時彭德懷說：“穆司令，你的防空部隊表現得不錯，截至到現在擊毀了日軍52架轟炸機，這是開戰以來日軍空軍部隊遭受的最大損失，可是有一點我們估計不足，沒有想到日軍竟然出動這麼多轟炸機進行空襲！”
穆亞平神情有些鬱悶說：“我有些墨守成規了，戰前根據情報顯示，日軍的作戰飛機只有兩千多架，看樣子日軍作戰飛機遠遠不止這些。現在傳我命令，停止鐵路運輸線運輸，所有作戰物資改為人力運輸。另外，關閉神木鋼鐵廠，看樣子神木鋼鐵廠保不住了。”
彭德懷問：“穆司令，有一事我不明白，以你的條件完全可以佈防大量防空部隊。”穆亞平無奈的說：“高射機槍有效射擊距離只有2000米，如果日軍在2000公尺水平投彈，高射機槍就失去了作用。我部署少量的高射機槍無非是打日軍一個措手不及，另外也可以限制日軍的投彈精度，其目的就是讓日軍消耗