一大早日军轰炸机大约有30架便来到战场上空，并针对娘子关西侧一段大约两公里山势比较平缓的关墙开始轰炸，日军为了达到轰炸效果，航空炸弹采用平时很少见的高爆弹。只见日机飞得很低，十分准确的把炸弹投放在关墙上，伴随猛烈的爆炸声，关墙不时的被炸出缺口，顿时关墙上瓦砾横舞、尘土飞扬。
为了减少损失，关墙上只留下少量的观察哨，观察日军的动向。娘子关第一师师指挥部里，作战参谋在不断地接通电话。“报告师座，日军在15号关墙地域，采用密集轰炸，日军动用了高爆炸弹，15号地区长达两公里的关墙多处被炸坏。”一名作战参谋大声报告。“不出所料，日军肯定把进攻重点放在15号地区，这一段关墙山势趋缓，便于进攻。”
谭鹏说：“命令部队按照我们拟定好的方案，密切注意日军的动向。一定要严格执行战场纪律，日军进入射程内再进入阵地。日军冲锋部队是向上攀登，他们的冲锋速度快不起来，因此不用担心日军的进攻速度。另外其他阵地也要注意日军佯攻部队的威胁，不可麻痹大意。”
日军坦克和装甲车来到山脚下列阵，由于地形的原因，坦克、装甲车无法向上攀越，因此日军坦克和装甲车充当支援火力。很快日军的重炮开始发言，10分钟后日军炮火开始减弱，接着传来沉闷的爆炸声，日军又开始上演毒气弹战术。日军为了达到一战而躇的目的，加大了毒气弹的使用量。不到20分钟日军发射了500枚毒气弹，顿时整个关城笼罩在一片黄色的烟雾中。
炮击刚停止，日军第4师团动用一个联队的士兵，以散兵线的形式发动了攻势，不久日军士兵进入100米以内。关墙上的?望士兵发出信号，关墙内测蛰伏在坑道工事内的部队，指挥官命令第一梯队上。根据官兵们总结出来的经验，关墙居高临下，日军士兵向上冲锋速度非常缓慢，因此防守兵力按照惯例减少了一半，但是火力却大大加强。虽然间隔三米有一名防守兵力，但是每间隔20米有一挺轻机枪，每间隔40米有一挺重机枪，而且每名士兵都预备了大量手榴弹，火力根本没有问题。
很快带着防毒面具的第一梯队布阵，随即猛烈地射击声便响起，期间夹杂着手榴弹的爆炸声。这时日军位于山脚下的坦克炮、装甲车上的机枪，九二步兵炮也猛烈开火。一个小时后日军进攻被打退。第一梯队很快退下来，日军若在发动进攻，第二梯队上，这样的好处是减少士兵长久在毒气中中毒，同时也能缓解士兵的疲劳，整个上午日军发动了四次攻势都被打退。
“师座，我们的战法很好，整个上午15号阵地固守很稳健，。经统计我们伤亡了300多人，而日军的伤亡要远远大于我们。”谭鹏说：“很好，立即把我们采用的战法向军座报告，让兄弟部队鉴戒。另外告诫官兵们密切主意日军的动向，完善我们的战法。”参谋长随即拿起了电话。
日军连续发动了两天进攻都被击退，日军为了减少伤亡，进攻不是十分猛烈。日军前线指挥官原以为采用毒气弹，会轻易地突破防线，谁知中队很快装备了防毒面具。日军前线指挥官，把进攻不利的情况上报了军长川谷有介。川谷有介闻听有些郁闷，如果采用人海战术，即便突破娘子关防线，其损失也无法估量。张家口、察哈尔的严重战损，已经引起日本内阁的不满，天皇对日军大本营颇有微词。因此，日军大本营告诫日第二方面军，既要达到战略目的，又要减少战损率。
川谷有介烦躁的来回走动，突然他站住了说：“娘子关中队的防守兵力确实是一个军吗？”一名作战参谋说：“将军阁下，情况确凿，对面的中队是三十二军，下辖四个师编制共45000人。”川谷有介眼前一亮说：“我要发动蘑菇战，组成强大的攻击部队轮番进攻。白天进攻的部队晚上休息，晚上进攻的部队白天休息，我要拖垮他们。”
次日日军照样发动攻势，不紧不慢缓慢进攻。夜幕降临，日军又展开了攻势。当天午夜有多处阵地被日军突破，整整混战了一夜，谭鹏动用了预备队，总算保住了阵地。可是白天日军又发动攻势。师指挥所里，谭鹏眼睛里布满了血丝，“什么，士兵们太疲劳，我不管这些，你务必给我坚守阵地。”谭鹏气恼的放下电话。这时参谋长说：“日军这是想拖垮我们，他们采用了车轮战术。虽然日军的进攻并不犀利，但是如果这样下去，我们恐怕难以坚持，不知军座是怎么想的。”
话音刚落，军长黄光华打来电话，让谭鹏黄昏时撤下来并由第三师接防阵地。谭鹏闻听长出了一口气。黄昏时利用日军交替进攻的间隙，第三师进入表面阵地把极其疲劳的第一师换了下来。接下来几日，日军动用三个师团发动轮番进攻，第三师坚守了三天，又被迫换了下来。由于连续作战，官兵的体能大幅度的下降，再加上日军连续的用毒气弹发动进攻，阵地上的士兵伤亡开始大幅度的增加。
10月11日，娘子关防守作战进行到第12天，军长黄光华向战区司令部请示，部队已经十分疲劳，要求放弃娘子关防线。战区指挥部内，彭德怀说：“穆司令，是该放弃娘子关防线了，他们比我们预计的要好。”穆亚平说：“我同意黄军长的请求，今天天黑以后，撤出娘子关阵地，下一步在阳泉实施阻击作战。”
当天晚上，军长黄光华命令所有的炮兵部队向日军开火，命令第一师。第三师直接撤到阳泉做短暂休整，命令第二师、第四师阻击日军，延缓日军的进攻。当天晚上，部队沿着铁路线向阳泉撤退。午夜时分日军占领了娘子关，意外的是日军并没有实施追击作战。中队在娘子关一线顽强的防守12天，忽然之间放弃了娘子关阵地，面对如此局面，川谷有介有些迷惑，他怕是中队设的圈套，因此命令前线部队停止进攻。
次日，日军才发现是中队主动地放弃了娘子关阵地，因此日军开始追击作战，结果遭到节节阻击。由于日军前线部队也十分疲劳，因此日军停止了攻势。日军第二方面军司令官寺内寿一，惊闻突破了娘子关防线大喜之下，命令第四军在娘子关一带暂时休整，命令第五军担任进攻任务。随后几天，日军第5军一个师团向南部挺进，另外三个师团分别向阳泉和北部的忻州发动攻势。
日军占领娘子关，捷报很快传到大本营，日军上下欢欣鼓舞。此时淞沪战场仍然打的惨烈，双方不断地调兵遣将，然而日军的攻势一再受阻。忽然之间日军突破了娘子关防线，有如一针强心剂，给进攻乏力的日军部队注入了活力。
太原第一战区司令部，穆亚平说：“娘子关的失守，恐怕各方都会不满，我猜测老蒋肯定会严厉指责我，”彭德怀说：“现在淞沪战场看起来是稳固防守，但是日军对几个要点的进攻已经获得成果，现在防线不断的后撤，我最担心的是日军在金山登陆。”话音刚落，一名参谋走过来说：“报告！南京急电！”
穆亚平结果电报说：“我没有说错吧！老蒋措辞非常严厉，指责我为什么放弃娘子关防线，他命令我把娘子关夺回来。胡闹，他还是关心淞沪战局吧！立即回电，我防守娘子关部队，遭到日军毒气弹的进攻损失惨重，因此不得不放弃娘子关。我部表示在太原组织会战，一定重创日军。”一名参谋快速的记录，然后转身发报去了。
南京国防部淞沪战役总指挥部，电话声、电报声形成噪音，令人看的眼花。尤其是作战参谋不断地把前线的坏消息送到老蒋面前，搞得老蒋神经十分紧张。淞沪会战已经打了两个月，整个前线部队伤亡惨重。此时，老蒋拿着穆亚平的电报沉默不语。“委座！穆司令说的是实情，日军若不是动用化学武器，是不可能突破娘子关防线的。对于我们提出的抗议，日本人不屑一顾。美英两国说要调查，既然要调查他们应该责难日本人停止进攻。等他们调查清楚，恐怕山西都被日军占领了。”身旁的何应钦担忧说。
老蒋说：“我们还是需要美英调停，这一点不能变。如果我们在淞沪战场上取得胜利，日本人就会做到谈判桌上。现在我担心下一阶段太原会战的结果。”何应钦分析说：“穆司令在太原集中了20万兵力，如果充分发挥地理优势，是可以一战的。关键是如何能化解日军的毒气弹。看样子我们也要有所准备，如果日军在淞沪战场投入毒气弹，我们恐怕会崩溃。”
老蒋沉吟一下说：“我已经命令前线指挥官准备防毒面具，另外日军在淞沪战场若使用毒气弹，会很快被国际社会发现，日本人不会公然在淞沪战场使用化学武器，这一点我敢肯定。”何应钦说：“委座，现在淞沪战场的形势不太乐观呀！日军攻势如潮，我们已经开始被动。看样子日本人根本不在乎上海是国际大都市，美国人。英国人实际上拿日本人也没有办法。”
老蒋说：“现在我们该考虑把政府搬迁到武汉了，”说完老蒋长出了一口气。说实在的他心里十分清楚，淞沪会战一旦失败，结局会是什么？