上海的陷落并没有影响谢昌云执行预定部署。
在山西方面，太原以北和以东两个方向上担任逐次防御的第二战区部队，在完成了滞敌任务之后，于十一月十七日下午放弃了距太原二十至三十公里不等的最后阵地，全部转移至了周边地区充当战役屏卫，只有三十八军十七师一部和教导团共五千余人，按谢昌云的命令在十七师师长赵寿山带领下进入太原，以加强太原的防卫力量。六十六军一个炮兵观测组和一个联络组，穿着三十八军的军装也同时进驻城内。
受上海派遣军胜利的刺激，山西日军在获悉中国军队防御线全线溃退之后，稍作休整便连夜挺进，十一月十八日中午，日军东、北两路两万余人会师于太原城东北五公里处。
狂妄的日军迅速在太原外围布置了少量的警戒部队后，于当天下午就迫不及待的在飞机大炮的配合下，开始对太原北门外城关的中国军队阵地发动了试探性进攻。
日军这次试探性进攻投入的地面兵力只有一个大队和三辆战车，在连续两次攻击失利、损失了一辆战车和八十余人之后，便很快退回到了两公里之外，针对中国守军的布防情况制定了正式的攻城计划。
十九日早上七点，日军的百余门大炮突然向太原北面和东