在忻口被中**队打得几乎一蹶不振的日军第5师团长板垣征四郎，得知当面的中国守军全线撤退后，重新鼓起精神。他当即命令全部日军紧追不舍，意图抢在第0师团前面占领太原，以便挽回忻口受挫的面子。
11月6日，日军在城北和城东地带，对当面守军第18旅和11旅发动了数次猛攻；遗尸数百具，进展缓慢。但日军在战车和大炮掩护下尾追而至，在大北门和北门之间猛攻城垣，受到守军城墙上机枪和城根炮火大量杀伤，遂停止攻击。
6日晚，板垣接到日军华北方面军通报：“据谍报称：支那军决定以‘依城野战’方针坚守太原，待援反攻。卫立煌为前敌总司令官，傅作义为守城司令官。又，上海方面，第10军已于5日在杭州湾登陆，上海指日可下。我军必须在上海之前占领太原。”
同时，日军第1军司令官香月清司致电板垣，规定7日一整天为攻击前的准备时间，8日对太原发动总攻。板垣和参谋长西村利温研究后决定，总攻时间为8日上午8时。
11月7日，日军第5师团集中炮火轰击城墙，日军飞机在空中投弹助战。下午时许，东北角城墙被敌炮弹轰开一个缺口，日军步兵在战车掩护下蜂拥而至冲上来。守军第11旅官兵奋起抵抗，日军死伤累累，但仍拼死向城内突进。战局顿时恶化。
在城内指挥作战的傅作义，对参谋长陈炳谦：“如不彻底堵住城墙缺口，就会牵一发而动全身；突进城内的日军，若不加以消灭，就要祸及全城。”
他立即命令第7师王师长：“不惜一切代价，迅速收复东北城角阵地，赏洋五万元！”
守军第11旅官兵奋勇杀敌，与敌肉搏，毙伤日军数十名，拔掉了插在城墙角上的日本太阳旗，收复了阵地，消灭了进入城内的大部分日军。敌人停止了进攻。暂时稳定了局势。
傅作义对戒严司令、第5军副军长曾延毅：“日军虽然停止了攻城，但城内并不平静，到处有人放冷枪，估计是汉奸、日本特务和突进城内未被消灭的少数日兵所为。你要督率戒严部维护城内治安，以免动摇军心。”
曾延毅头，起身离去。
曾延毅和戒严司令部参谋长郗莘田，带着三四十名戒严司令部人员，骑马赶到大南门，只见城门被沙袋堵塞。有人喝令守军：“快搬开沙袋，曾副军长有紧急公务要出城！”
守军团长李在溪马上给旅长杨维垣，打电话报告。杨旅长：“没有傅总司令的命令，任何人均不准出城！”并向傅作义请示。
傅在电话中：“不能开城门放他们出去。请你告诉曾副军长，让他们速回司令部共商大计！”曾延毅等遂去水西门，令部下强行搬开沙袋出城逃走了。