在正面部队对日军反击的同时，八路军向日军两翼及后方广泛开展游击战，收复灵丘、广灵、蔚县、浑源、阳原等县城，使进攻忻口的日军与大同、张家口的交通联系一度中断，粮、弹、油料等供应断绝。10月19日夜，第769团袭击阳明堡机场，毁伤日军飞机24架，营长赵崇德光荣殉国。
娘子关是晋冀两省的要冲、太原的东面门户。自21日起，日军展开全线攻击。中国军队虽顽强抗击，但防线多处被日军突破。八路军第129师火速向娘子关东南敌之侧后挺进，在平定东南长生口、东石门、马山村等连战皆捷。10月26日，娘子关失陷，晋东战局急转直下。
