在忻口被中队打得几乎一蹶不振的日军第5师团长板垣征四郎，得知当面的中国守军全线撤退后，重新鼓起精神。他当即命令全部日军紧追不舍，意图抢在第20师团前面占领太原，以便挽回忻口受挫的面子。
11月6日，日军在城北和城东地带，对当面守军第218旅和211旅发动了数次猛攻；遗尸数百具，进展缓慢。但日军在战车和大炮掩护下尾追而至，在大北门和小北门之间猛攻城垣，受到守军城墙上机枪和城根炮火大量杀伤，遂停止攻击。
6日晚，板垣接到日军华北方面军通报：“据谍报称：支那军决定以‘依城野战’方针坚守太原，待援反攻。卫立煌为前敌总司令官，傅作义为守城司令官。又，上海方面，第10军已于5日在杭州湾登陆，上海指日可下。我军必须在上海之前占领太原。”
同时，日军第1军司令官香月清司致电板垣，规定7日一整天为攻击前的准备时间，8日对太原发动总攻。板垣和参谋长西村利温研究后决定，总攻时间为8日上午8时。
11月7日，日军第5师团集中炮火轰击城墙，日军飞机在空中投弹助战。下午3时许，东北角城墙被敌炮弹轰开一个缺口，日军步兵在战车掩护下蜂拥而至冲上来。守军第211旅官兵奋起抵抗，日军死伤累累，但仍拼死向城内突进。战局顿时恶化。
在城内指挥作战的傅作义，