傅作義在防空洞裡焦急不安，一個勁地向部下下令：“堅決守住！”就是不肯吐半個“撤”字。直到最後，才叫來參謀長陳炳謙、守城指揮官袁慶曾。他們兩人一進屋就對傅作義說：“司令，實在頂不住了，撤吧？”

傅作義鐵青著臉：“你倆也說撒退，那好，撤！”

傅作義下令守城部隊於8日晚突圍。太原城僅僅守了3天就陷入日軍之手。

閻錫山和趙戴文率領第2戰區司令長官部和山西省政府人員，出太原城由孝義縣、縣的大麥郊，撤退到臨汾。太原城防司令傅作義和他的參謀長陳炳謙，帶少部分警衛部隊，渡汾河從炭窯口上了西山。然後，集結退出太原城來的1000多人，到達石樓、柳林一帶休整。

晉綏軍經過3個月的連續作戰和潰敗，至此已喪失十分之七。閻錫山自從離開太原之後，把一切希望都寄託在山西的新軍——共產黨員薄一波等所組織的山西犧牲救國同盟會及其領導下的山西青年抗日決死隊身上，希望藉助這些愛國的進步青年建立新的軍事力量，開啟山西的新局面。閻錫山本人既不敢明目張明地逃跑，又不願離開自己的老窩，他帶著一部分剛剛組建不久的新軍決死隊，教導團，堅持在呂梁山脈，勝則發展游擊戰爭，敗則退到黃河西岸的陝西省宜川縣去，把領導第2戰區作戰的責任完全推給黃紹和衛立煌。

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