1937年7月7日，盧溝橋事變，抗日戰(zhàn)爭全面爆發(fā)。國共兩黨結(jié)成統(tǒng)一戰(zhàn)線，聯(lián)合對日作戰(zhàn)。

8月初，蔣介石任命閻錫山為第二戰(zhàn)區(qū)司令長官，指揮晉綏軍隊抗日。晉綏軍編為兩個集團軍，楊愛源為第六集團軍總司令，傅作義為第七集團軍總司令。第七集團軍轄三十五軍、十三軍、六十八師、騎七師、騎二師、高桂滋部和劉汝明部，負責(zé)平綏路線的防御。這時，傅將軍抗日非常積極、堅決。8月初，他派十三軍軍長湯恩伯率部從綏東到懷來、南口一帶設(shè)防。三十五軍各部收復(fù)寶昌、沽源、尚義、南壕塹、化德等偽蒙古軍李守信、德王所盤踞的大塊地區(qū)，偽蒙古軍集結(jié)于張北困守。傅部六十八師為預(yù)備隊，駐天鎮(zhèn)一帶，

傅作義設(shè)司令部于裝甲車上，巡行于柴溝堡、沙城之間，指揮作戰(zhàn)。8月12日到8月26日，湯恩伯部與日軍在南口一帶激戰(zhàn)十多日，敵人屢次增援，也未得逞。此時日軍從熱河分兩路攻察哈爾省，增援困守張北的偽蒙軍。察哈爾省主席兼一四三師師長劉妝明聞日軍進攻，驚慌失措，不戰(zhàn)而退，致使日軍于8月29日占領(lǐng)張家口。張家口的失陷，使南口守軍腹背受敵，湯恩伯軍自行沿太行山向山西方向撤退。日軍坂垣師團尾隨其后，由懷來向山西廣靈、渾源、靈丘等地進犯，與楊愛源第六集團軍接觸、山西告急。為此，閻錫山急令傅作義的第七集團軍向山西撤退。傅部經(jīng)懷仁、山陰、朔縣，移駐陽明堡。

當(dāng)傅作義率軍赴平綏線作戰(zhàn)時，綏遠省政府日常工作由馮曦代行，軍務(wù)由袁慶曾負責(zé)處理。后閻錫山又派趙承緩來綏代理主席。綏遠留守部隊曾在豐鎮(zhèn)、集寧英勇抗擊日軍，終因寡不敵眾而失敗。10月13日歸綏失守，17日包頭陷落，綏遠省大部地區(qū)落入日寇之手。

9月中旬，由懷來侵晉的坂垣師團，與由平綏鐵路經(jīng)大同南犯之?dāng)?，向長城陽方口、茹越口、平型關(guān)發(fā)動鉗形攻勢。第六集團軍的郭宗汾、陳長捷兩部在平型關(guān)與敵展開拉鋸戰(zhàn)。閻錫山急令傅作義率孫蘭峰旅、董其武旅馳援平型關(guān)，并代替楊愛源指揮平型關(guān)戰(zhàn)斗。傅代楊的第一天——9月25日，八路軍一一五師伏擊坂垣師團第二十一旅所屬二十一聯(lián)隊和輜重部隊，獲得全面抗戰(zhàn)以來第一個大勝仗——平型關(guān)大捷。由于這一勝利，便平型關(guān)正面守軍得以繼續(xù)抗敵3天。9月28白，茹越口失守，日軍越過長城，占領(lǐng)繁峙，平型關(guān)守軍腹背受敵。在9月34日的軍事會議上，傅作義將軍主張先以重兵急攻繁峙，消滅入侵之?dāng)?，穩(wěn)定后方，再固守平型關(guān)團城口一線。被日軍嚇破膽的閻錫山卻下令，雁門關(guān)、平型關(guān)全線撤退，趕到忻口設(shè)防。

忻口位于太原之北鐵路線上，是拱衛(wèi)太原的屏障。日軍在平型關(guān)會師后，南下進入忻口地區(qū)。10月間，日軍在飛機、坦克掩護下，向忻口發(fā)動進攻。忻口之戰(zhàn)以第十四集團軍的4個師、1個獨立旅為主力，配以晉綏軍1個師4個旅，共約8萬人防守。衛(wèi)立煌、傅作義分任前敵正、副總指揮。忻口戰(zhàn)役在南懷化、紅溝谷地間展開，我方堅守陣地，并配以短促突擊，打得十分勇猛頑強。為了解救被敵包圍、情況十分危急的兩部友軍，傅作義將軍不計自己的犧牲，主動將所屬二一八旅的一個營，派往前沿陣地抗擊日軍，解救了友軍之圍。

傅部董其武旅接受搗毀坂垣司令部的任務(wù)后，首襲弓家莊，再擊東泥河村，重創(chuàng)敵軍。我四三六團一個營也傷亡過半。這時董其武旅長臂部受傷，傅派孫蘭峰旅長代替指揮。孫用兩個團的主力襲擊舊河北村，終于搗毀了坂垣司令部，占領(lǐng)炮兵陣地。敵殘部占據(jù)民房頑強抵抗，并增援二三百人反攻。傅軍迎頭痛擊，斃敵甚多，殘敵向西逃竄。在紅溝大戰(zhàn)中，傅作義命三十五軍四十一團袁慶榮部，參加左冀兵團作戰(zhàn)。10月17日，三十五軍四二二團王雷震部加入戰(zhàn)斗。王團長率部作戰(zhàn)非常英勇，利用近戰(zhàn)、夜戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)，不但擊退正面之?dāng)?，還援助友軍奪回陣地，贏得了“黃王團”(官兵佩戴黃色臂章)的稱號。

忻口激戰(zhàn)23關(guān)，日軍三易指揮官，傷亡1萬多人，但毫無進展，形成兩軍對峙局面。在此關(guān)鍵時刻，國民黨黃紹蛾部在正太鐵路線上作戰(zhàn)失利，娘子關(guān)失守，日軍沿陽泉、壽陽向榆次推進，太原告警。于是，閻錫山?jīng)Q定，撤退忻口守軍，保衛(wèi)太原。

11月2日，閻錫山召開軍事會議，討論守衛(wèi)太原問題。太原為山西省首府，城池堅固，東西為山，如果兵力部署得當(dāng)，倚城野戰(zhàn)，是可以重創(chuàng)敵軍，遲滯日軍進攻步伐的。但這次會議上，中央軍衛(wèi)立煌及山西晉軍各將領(lǐng)，都不愿承擔(dān)太原防守重任。傅作義部三十五軍，經(jīng)過平型關(guān)、忻口之戰(zhàn)，疲憊不堪，減員嚴重，擔(dān)此重任，已力不從心。然而，傅將軍以國家民族利益為重，不計個人安危，在眾將推諉的僵局之下，他毅然地說：“棄土莫如守土光榮，太原城我守。”

這次防守太原，只有傅作義指揮的三十五軍和友軍楊維垣等兩個旅一個團，總兵力1萬余人。在強敵面前，守城十分艱難。傅將軍決心以身報國，為國家和民族盡力。他寫給家人的書信中說：“我奉命在平綏線擔(dān)任前敵指揮，雖經(jīng)國軍浴血奮戰(zhàn)，仍未能阻止日寇的瘋狂進攻。目前戰(zhàn)火已燒到太原附近，我已奉命擔(dān)任太原城防司令，肩負保衛(wèi)太原之責(zé)……作義自幼從軍，戎馬半生，只知為國為民，早置生死于度外，只要一息尚存，誓與日寇血戰(zhàn)到底，為國捐軀，義無反顧?！?/p>

在傅作義將軍誓死血戰(zhàn)的精神鼓舞下，11月4日，守城部隊開進太原城。按照部署，董其武旅守北城，孫蘭峰旅守東城，其他諸將分守南城和西城。各部進入防守陣地，立即構(gòu)筑城防工事。本來，閻錫山確立了固守太原，倚城野戰(zhàn)的方針，但中央軍衛(wèi)立煌等根本不聽指揮，竟身將部隊向后撤退傅守太原，已是一座孤城。5日，由忻口南下的日軍，已迫近太原城郊；沿正太線西犯的日軍，也迫近太原東南郊。兩股日軍形成包圍態(tài)勢，太原城防完全暴露在敵人面前。當(dāng)天上午，日機在太原城上空輪番偵察轟炸。下午，敵人以大炮向城內(nèi)猛烈轟擊，太原城進入緊急臨戰(zhàn)狀態(tài)。

6日拂曉，日軍完成攻城部署，以數(shù)倍于守軍的兵力，開始攻城。日軍先以百門大炮實行摧毀性轟擊，同時又以數(shù)十架飛機轟炸，3丈6尺高的城墻，多處被炸成不滿兩丈的土坡，城上工事也多被炸毀。午后3時，日軍主力向太原北郊發(fā)起猛攻，守軍頑強抵抗，戰(zhàn)斗甚為激烈。

7日，日軍開始大規(guī)模的全線進攻。攻城步兵在飛機、大炮掩護下，向太原城防反復(fù)沖鋒。守軍利用斷壁殘垣、與敵人反復(fù)爭奪，浴血奮戰(zhàn)。東北角城墻被敵炮轟塌，守軍多次堵口，敵炮再次轟塌。黃昏，敵一營兵力突入城內(nèi)，占據(jù)小校場炮兵營盤。傅軍一面封鎖缺口，一面抽調(diào)兵力，圍殲突入城內(nèi)的日軍。另外，北城、東城戰(zhàn)斗也十分激烈。下午6時，當(dāng)戰(zhàn)斗正在激烈進行之時，副軍長兼戒嚴司令曾延毅，不戰(zhàn)而逃出太原城。不明真相的人以為傅(副與傅諧音)軍長出了城，以訛傳訛，鬧得軍心浮動，動搖斗志。

8日拂曉，敵人以更強大的威力，再度發(fā)起攻勢，戰(zhàn)斗更為殘酷，直打得震天動地，雙方死傷極大。東北城角，敵人以密集部隊在坦克支援下，作波浪式?jīng)_鋒，前仆后繼，蜂擁而至。守軍英勇抵抗，白刃肉搏，多次擊退敵人進攻。激戰(zhàn)至11時，敵人約1個營兵力攻入城內(nèi)。城內(nèi)守軍，與之奮戰(zhàn)。守城部隊，重新組織力量，再次收復(fù)東北城角失去的陣地。在北城，日軍分多路撲來，強行爬城。董其武旅指揮各團英勇抵抗。由于北城墻多處被敵炮炸毀，兩軍在殘垣斷壁上爭奪，打得天昏地暗，死傷狼藉。

傅部有一個連，自忻口會戰(zhàn)至此，連續(xù)遞換了12個連長，目前只剩下17人參戰(zhàn)。官兵為抗日救國光榮犧牲的精神，真正是光照日月，氣貫長虹。北城戰(zhàn)至中午，營長李登明及大部分連長犧牲，敵人從城墻缺口蜂擁入城。城內(nèi)展開巷戰(zhàn)，由于守軍各部隊間的通訊聯(lián)絡(luò)被切斷，形成各自為戰(zhàn)的局面。下午，狡猾的日軍向大原至?xí)x祠公路移動，企圖切斷守軍退路，置傅作義防守部隊于死地。

自抗戰(zhàn)以來，我黨領(lǐng)導(dǎo)的八路軍赴山西參戰(zhàn)。中共中央副主席周恩來同志結(jié)識傅作義將軍，敬佩他的抗日愛國熱情。這次守城，周恩來同志正在太原，參加了閻錫山召開的防守太原的軍事會議。會后，周恩來同志對傅將軍的愛國行動表示贊賞，并備加愛護地說：“抗日戰(zhàn)爭勝利的基礎(chǔ)在于廣大人民群眾深厚的偉大力量。請你保重?！?/p>

太原被圍的11月5日，周恩來同志仍在太原城內(nèi)，他分析了敵我形勢，囑咐傅作義將軍：“你是守城的名將，勇敢善戰(zhàn)，是可以信賴的。但現(xiàn)在所進行的戰(zhàn)爭是反侵略戰(zhàn)爭，這就規(guī)定了戰(zhàn)爭性質(zhì)的持久性、復(fù)雜性。焦土抗戰(zhàn)的主張是錯誤的；只顧一城一地之得失，也是不足為訓(xùn)的。要從長遠看問題，能夠爭取時間就是勝利，能夠保存有生力量就是勝利。務(wù)請深思熟慮?！笔且?，傅將軍派警衛(wèi)人員護送周恩來同志出城。

至8日，已苦戰(zhàn)3晝夜，守軍完成了大部隊后撤及物資轉(zhuǎn)移的任務(wù)?？滔拢剀婋y以再支撐，傅已得悉國民黨軍事委員會委員長“相機撤離”的電令，又深思周恩來同志的談話，為了保存有生力量，爭取抗日戰(zhàn)爭的最后勝利，傅作義將軍于當(dāng)晚下達撤退命令，傅與守城官兵是夜突圍。部隊先在中陽縣集中，后至石樓、柳林一帶休整改編。