忻口戰役，共殲敵逾萬餘人，中隊也傷亡近2萬餘人。這次戰役，是抗戰初期與淞滬、徐州、武漢會戰並稱為四大戰役的一次大戰役，也是抗戰初期華北地區抵抗最堅決、最持久、戰績最顯著的會戰之一。在這次戰役中，國民黨中央軍隊與晉綏等地方軍隊進行了密切合作，八路軍也有力地配合了正麵戰場，而廣大官兵更是不怕犧牲，浴血奮戰。凡此，都充分體現了舉國上下同仇敵愾，國共兩黨聯合抗日的決心。此役雖然未能達到預期的目的，但它對於打破日軍“一個月滅亡山西，三個月滅亡中國”的神話，對於在戰略上配合淞滬戰役，從而遲滯日軍侵略中國的步伐，都是具有重大影響的。
閻錫山不畏強敵，敢於同裝備現代化且訓練有素的日軍在忻口進行如此大規模的決戰，其維護民族獨立，決心救亡圖存的精神是值得敬佩的。而他對整個戰役的部署，以及戰略戰術的應用，也基本上是恰當的。與他此前先後進行的“大同會戰”、“內長城防禦作戰”相比，顯然有了很大的進步。如果從總結這三場戰役的角度來看，可以清楚，“大同會戰”可以說是一種消極的防禦，而“內長城防禦作戰”，企圖把日軍裝進口袋裏再打的策略，則又有些冒險，因為，依據當時雙方作戰的態勢來看，即使把日軍引入口袋陣裏，憑當時中國守軍的實力，也是難以將其消滅的。而在忻口決戰中，正是充分利用有利地形，憑險固守，才大大削弱了敵人的現代化優勢，而發揮了中隊特別是晉綏軍能防善守的優勢，使裝備很差的守軍與日軍對抗一個月之久，並給日軍以重大創傷。在這一點上，閻錫山是實踐了他8月6日同何應欽所談的戰鬥上“我宜在有利之地形與之作戰，使其飛機、戰車、大炮皆失作用”的理論的。
忻口戰役未能大獲全勝，而是如此悄無聲息地結束，確實令人遺憾。造成這種結果的原因應當說主要是由於娘子關失守後，晉東戰局急轉直下，迫使閻錫山不得不全力以赴，保衛太原。而晉東戰事的失利，又與閻錫山對晉東防禦作戰重要性的認識不足，及其過分依賴第一戰區的思想，有著很大關係。然而，即使不存在這些問題，恐怕也與事無濟。究其原因，主要是“七七事變”後，日軍為盡快占領全中國，在軍事上采取了多方麵的進攻態勢，各個戰場都需要兵力，可是山西兵力有限，中國兵力也有限，在此情況下，隻能將主要兵力用於重要戰場，而無力再兼顧其他方麵，出現捉襟見肘的窘迫。這從忻口戰役一開始，閻錫山就向蔣介石求援，蔣介石“著眼於山西要地之確保，決定轉用平漢線兵力”，將衛立煌所部轉赴晉北對日作戰上，從衛立煌在致電蔣介石中所說的“增加部隊三四師先殲此敵，再行轉擊晉東之敵”一語中所隱含的蔣介石想讓這三四師部隊先赴晉東作戰的意思中，從晉東戰事吃緊後，前往作戰者又多屬其他地方部隊的事實來看，都可以清楚地反映出兵力不足的問題。這樣，閻錫山隻能集中全力進行忻口決戰，而無力再兼顧晉東戰事，而衛立煌也隻能眼看著圍殲忻口日軍的大好時機白白溜走。同時，作為山西東大門門戶的娘子關能否守住，關鍵在於屬於第一戰區的石家莊能否守住。可是，石家莊很快淪陷，致使娘子關暴露於日軍麵前，加之防禦力量的薄弱，以及各部隊指揮的無序，娘子關很快失陷，迫使閻錫山不得不抽調忻口前線部隊回防太原。曆史事實就是這樣無情地擺在了他們的麵前。不過，在如何解決中國兵力嚴重不足的問題上，閻錫山在抗戰爆發前的1935年9月28日，即向蔣介石建議指定“三十年防守國策”，此後不久，又與張學良、何應欽、朱培德、唐生智等擬定“國防計劃”，準備“三十年分為五期，先計劃第一期，每期前一年，計劃本期”，“以每年增加二百萬之戰鬥員為標準”（《閻錫山年譜》（五），第1870頁），倒可以看出閻錫山還是有相當的前瞻性和戰略眼光的。
3、太原淪陷後，仍然堅持抗戰，組織“反攻太原”和“遊擊”、“攻勢”作戰
晉東戰事失利後，閻錫山急調傅作義的第35軍回防太原，不久，晉東方麵各部隊也奉命向太原東南既設陣地轉移。10月2日，忻口方麵的作戰部隊在日軍毫無察覺的情況下，乘夜轉進，於3日上午全部撤至太原附近陣地。4日，閻錫山在綏靖公署再次召開軍事會議，商討太原防守事宜。不僅重申了他的依城野戰計劃，而且決定以傅作義部死守太原。會後的當日夜晚，他便率趙戴文等匆匆離開太原，沿晉西公路退往交城。
尾隨追擊中隊的日軍，於5日迫近太原城郊，並從東、北、西三麵包圍了太原之後，6日拂曉便開始向太原北關兵工廠和東北城外黃國梁墳園的一帶陣地發起猛烈進攻。由於此時太原東、北、西三麵依城野戰的部隊均先後倉皇撤退，實際上形成了傅作義孤軍應戰的局麵，因此，守軍雖然對突入城內的日軍進行了頑強抵抗，損失慘重，經兩日激戰，有戰鬥力者僅剩2000餘人，局勢已難挽回，傅作義見狀，乃下令撤退。11月8日夜，太原失陷。
一個月之後，12月13日，南京也告失陷。
對日作戰的一連串失利，閻錫山難免有些痛心，也感到了一定壓力，但他對堅持抗戰並未喪失信心。
12月29日，閻錫山應蔣介石之召，前往武漢開軍事會議。在會議快結束的1月7日，他就向第二戰區各總司令全文轉發了軍事委員會第一部通報。這個通報摘錄了總顧問法肯豪森函送12月15日簡要情況判斷，其主要內容為：在敵情上，指出日軍占領南京後，將繼續用兵，不僅“驅逐我晉北活動兵力，並於最近由南前進，主力向潼關占領山西”，而且“沿平漢路續取攻勢”，向徐州前進，以占領山東。在繼續作戰之著眼點上，則指出，應充分利用廣大空間地形及氣候，“宜注意不使部隊於接近敵時即行退避”，這樣會使部隊受重大損失，且迅速沮喪士氣，而“宜就各地區嚴格分別”，無論進退攻守，“原則上應絕對固守之陣地”，“嗣後須特別注意向敵背後及其聯絡線之小戰動作”。情況判斷中還特別指出，“山西戰略上有莫大意義，是以須阻敵人驅逐我晉北兵力，其辦法為直接增加兵力，而最好為晉軍向太原前進，收複僅有少數敵兵之該城。切斷其太原石家莊之聯絡，若能收複晉北，則敵於察綏之地位，必俱感受威脅”（《閻錫山年譜》（五），第2070—2071頁）。由於在此之前的11月初，日本即向蔣介石提出七項和談條件，實際上是要中國政府妥協，12月初，蔣介石表示願意接受日方條件，作為談判的基礎。因而在這次關於商討抗戰形勢和新軍事對策的會議上，是戰是和的問題，自然就成了會議商討的一項重要內容。在這個問題上，閻錫山雖然發表了自己比較獨特的看法，認為“凡一個戰爭，總要了結，甚麽是個中途，也難為在確定”，“妥協與否，是以國家民族利害為前提，假若對方與我們一個頂有利的條件來妥協，妥協並不是滅亡”（《閻錫山年譜》（五），第2069頁）。即未明確表示主戰，也沒有支持汪精衛鼓吹的妥協，但從他全文轉發這個通報上來看，可以清楚，閻錫山實際上是傾向於反對妥協，堅持抗戰的。如若他傾向於妥協，是不會轉發這個明顯有利於堅持抗戰的通報的。
1月8日，閻錫山從武漢返回臨汾後，即召開會議，向軍政人員傳達武漢會議的內容，並決定在軍事上，必須鞏固確保黃河以東以北陣地，絕不讓日軍渡過黃河，以屏障西北及西南後方之安全。在政治上，以民族革命戰法組訓民眾，軍民聯合，全麵抗戰。
1月中旬，蔣介石準備在津蒲南段同日軍會戰，以保衛武漢，為此，他要求閻錫山、衛立煌的部隊保留在黃河以北作反攻太原的準備。1月29日，又電示閻錫山向太原、石家莊迅速出擊，以策應徐州方麵作戰。閻錫山據上述指示，於2月17日在距臨汾10公裏的土門鎮，召開軍事會議，部署了反攻太原的軍事行動。決定以一部主力沿同蒲路發動攻勢，先將太原以南之敵殲滅，乘勢攻略榆次、太原，另一部則斷敵南北同蒲路交通，阻敵增援。
不僅如此，閻錫山還從思想上，鼓勵人們堅持抗戰。太原失陷後，第二戰區司令長官部、山西省政府、中央北方局、八路軍總部、犧盟總會等黨政軍和民眾團體機關，相繼駐於臨汾，使這個據說是堯帝曾在此建都的地方，又一時成為山西乃至華北抗戰的中心。在這裏，1938年2月10日，也就是籌劃反攻太原的前夕，閻錫山在召集第二戰區軍政民高級幹部舉行的抗戰工作檢討會議上，不僅重申了他於1937年8月16日就提出的“民族革命戰爭”的口號，他當時就認為：“我們此次對日抗戰，不是國與國的戰爭，也不是民族與民族的戰爭，而是民族革命的戰爭。……是為求我們民族的解放與國家的存在”（《閻伯川先生救國言論輯要》第1輯，第1頁）。並提出了要實行“民族革命戰法”，認為“我們此次對日作戰，是以弱對強。要以弱勝強，非根據中國的兵法創造民族革命戰略不可。運動戰與遊擊戰配合，就叫做民族革命戰法”（《閻司令長官抗戰複興言論集》第1輯，第24頁），而且，還提出了“由抗戰到複興”的“民族革命路線”。他認為，民族革命的目的有二，其一是抵抗目前敵人武力的壓迫，以求國家之存在；其二是走上複興國家之途徑，以圖國民之複興。“必須經過抗戰，才能複興。不抗戰當下就要亡國；若隻講抗戰，而不講複興，那是不徹底的移疽辦法，不過將日前亡國之禍，移後幾年，將來還是要亡國。所以，我們今日要在抗戰中進行複興的工作，由抗戰的勝利，奠定複興的基礎”。“隻有堅決抗戰，才能圖存，隻有持久抗戰，才能勝利。隻有由抗戰到複興才能完成民族革命的大使命”（《閻司令長官抗戰複興言論集》第2輯，第117—118頁）。在這次會議上，還作出了“抗戰工作總決議案”，規定凡山西的政治工作人員應將認識統一到以下三個方麵，即實行由抗戰到複興的民族革命；鞏固抗日民族統一戰線；發揮組織責任心。並在此基礎上規定了應進行的各項工作：一、健全民主集中的政治機構，發揮廉潔責任的政治效能；二、組織民眾，訓練民眾，武裝民眾；三、實施民族革命教育；四、實行戰時經濟政策；五、實行合理負擔，改善民眾生活；六、鏟除漢奸並發動爭取不做漢奸運動；七、發動人民戰時服務，以促進軍民合作；八、發展公營事業，推行物產證券。與此相應，為了將一批雲集臨汾的有誌青年培養為抗日人才，閻錫山還聽取犧盟會一些進步人士的建議，於1938年1月20日在臨汾成立了“民族革命大學”，由閻自兼校長。“民大”總校設於臨汾的鐵佛寺內，學生來自全國的18個省市，後因學生較多，又在臨汾師範設立了“民大”一分校，在運城設立了“民大”二、三分校，學生達5000餘人。不少知名學者如李公仆、何思敬、施複亮、江隆基、侯外廬、周魏峙、徐懋庸、蕭軍、陳維實、溫健工、秦豐川、胡磊、莊啟東、劉蕭然等都慕名而來任教。2月25日臨汾失陷前，閻錫山令民大師生向鄉寧轉移。3月19日，閻錫山同“民大”師生一起由吉縣小船窩渡過黃河，到達陝西。渡河後，其中有四五百人到了延安，也有一部分人到了西安，剩下的三分之一按閻錫山的指定到了陝西宜川。這些學生為抗戰都發揮了重要作用。
閻錫山在做這些工作的同時，又著手反攻太原計劃的實施。但是，由於奉閻之命在隰縣以北石口附近抗擊敵人的第19軍軍長王靖國，擅自改變防守地區，使隰縣要隘石口於2月22日失守，之後又置隰縣於不顧，撤往永和，致使隰縣於2月26日淪陷。而當隰縣危急時，閻又急調已經進抵太原附近邢家莊、古交鎮地區的傅作義第35軍南下解隰縣之圍，實際上打亂了反攻太原的即定部署。因此，盡管在“反攻太原”作戰中，八路軍根據作戰部署，向平漢、正太、同蒲等鐵路積極出擊，斷敵交通補給，並相機打擊增援之敵，但還是未能夠挽救“反攻太原”作戰失敗的局麵。對於“反攻太原”的失敗，閻錫山有其不可推卸的責任。這主要是他所屬的軍隊雖然也對日軍進行了抵抗，但是大多作戰不力。他為保隰縣而不顧全局將進攻太原的主力之一第35軍調回來增援隰縣，王靖國有令不行，作戰不力，也未予製裁，當第二戰區長官司令部執法總監張培梅請閻錫山將王繩之以法時，閻又不允，張培梅因此憤而自殺。然而，即使沒有這些問題，“反攻太原”也不一定能夠成功。因為太原失陷後，日軍在太原的防守力量雖然比較薄弱，但是攻陷太原後轉進於石家莊附近的第54師團，以及進至榆次附近的日軍第109師團，隨時可以增援。更值得注意的是，反攻太原實施時，正是徐州會戰開始之際，日軍為南渡黃河進出隴海路，或東進策應徐州，或西逼潼關，威脅西北，調集3萬餘兵力，向晉南重鎮，也是當時二戰區首腦機關所在地臨汾發起了猛烈進攻。土肥原賢二之第14師團、下元熊彌之第108師團、川岸文三郎之第20師團，於2月中旬從南麵的垣曲、東麵的長治、北麵的太穀、榆次出發，向臨汾猛撲過來，對臨汾形成了三麵包圍之勢，這實際上形成了日軍對閻錫山“反攻太原”的有力反擊，對閻錫山的軍政指揮中心構成了巨大威脅。如此嚴峻形勢，勢必要嚴重影響到“反攻太原”作戰的進行。當日軍川岸文三郎第20師團之右支隊沿孝義——臨汾公路前進，迫近隰縣時，閻錫山不得不命令王靖國在隰縣石口鎮設防，隰縣危急時，又不得不急調傅作義部趕回增援，而當東、南方麵兩路日軍從側背威脅到臨汾時，閻錫山又不得不於2月26日離開臨汾，因此，2月28日，日軍第108師團攻占臨汾後，“反攻太原”實際上已告結束。雖然如此，閻錫山的“反攻太原”，對於策應徐州會戰還是起了積極作用的，對於山西境內的日軍也給予了一定程度的打擊。八路軍129師在2月22日就伏擊了從井徑出動支援舊關的日軍，激戰5小時，斃敵130餘人，毀汽車5輛，繳獲迫擊炮3門。115師於2月19日在孝義縣兌九峪附近襲擊了由孝義西進之敵汽車40輛，殲敵一部，21日至22日又在川口附近與由雙池鎮西犯之敵1600餘人激戰，斃敵200餘人。
閻錫山離開臨汾後，經由蒲縣、大寧，幾經輾轉，於3月初到達吉縣。反攻太原未果，臨汾又予失陷，這使閻錫山頗為沮喪。他前往吉縣途中所賦一詩中所雲：“夜向吉縣行，昕水百餘經。行人身半濕，殘冰伴稠星”（《閻錫山年譜》（五），第2085頁），或許就是這種心情的流露。然而，閻錫山並未氣餒，仍在為堅持長期抗戰而努力著。在這之後，他不僅在第二戰區部署了“遊擊戰”，而且發起了“攻勢作戰”。