当日军第5师团向太原城攻击之际，由晋东向西进的日军第20师团在攻占太原以南榆次后，即沿同浦路南下，于8日在太谷与第13军发生战斗；日军第5师团于8日夜攻占太原后，即以一部进出交城以北地区。
8日，第13军汤恩伯部第89师第265旅第529团某营守备的太谷被日军攻陷。当日，日军一部从太谷南进与第529团对峙，其主力沿同蒲路南下。
9日，日军先头部队越过祁县。同时从太原南进的日军攻占交城。
这时守军晋北部队及晋东部队之一部，均集结于汾阳附近地区，其余部队均已取得联络。
9日20时，卫立煌在汾阳下令：所属各部队在平遥、汾阳之线以南附近地区集结，准备尔后作战，并规定了各兵团的行动及任务。
此时，第3军正沿白晋公路南撤，第22集团军第41军正沿同浦路向平遥撤退，第45军第127师大部已随晋北部队撤至赵城、洪洞一带收容，第27路军在大宁附近集结，第17军（欠第21师）及第177师第529旅由汾阳移至吴城镇，由太原城突围的第35军在中阳集结，第101师已于12日前到达东明谷附近，其余部队均于指定地区集结。
第18集团军及骑兵第1、第2两军仍在敌后游击。
日军攻占太原后，第5师团以摩托化部队向南追击至清徐后停止；第20师团向南追击，于10日占领平遥后停止；第109师团在太原东南榆次、昔