第10師殘部4000餘人，自從在陽明堡被日軍擊潰後，就一路敗退到了忻縣。他們被衛立煌收容了起來，暫時把他們編爲14集團軍的預備隊，安排在忻縣附近休整。死裡逃生的宋巖和龍風，在集團軍的野戰醫院裡找到了張偉。一見面，張偉就急切的問道：“宋巖，弟兄們還好嗎？”宋巖紅着眼睛說道：“連長，我沒用，我沒能把連隊帶出來。咱們7連的弟兄沒有一個臨陣脫逃的，都是迎着鬼子的子彈倒在了衝鋒的路上。現在連裡僅剩下不到10個弟兄了，我們也被壓縮成了一個班。現在我是班長，龍風是副班長。”張偉忍住淚水再次問道：“團裡怎麼樣了？”龍風接過了問題，他回答道：“團長陣亡了，全團還剩下將近400人，現在暫時被編成了一個營，由原來的2營長擔任主官。”聽完龍風的回答，張偉最終還是沒有忍住，兩行滾燙的淚水劃出了眼眶。巡視病房的醫官聽到了他們的談話，就沒進來打擾他們。醫官一邊走着一邊感慨道：“都說男兒有淚不輕彈，只是未到到傷心時。”
10月11日，日軍攻陷了南懷化，向左右擴展成一個400米的突破口，如果不封住這個口子，日軍就有突破中央陣地的危險。第二戰區副司令長官衛立煌，嚴令第9軍必須堵住這個缺口，務必在天黑以前擋住日軍的進攻。郝夢齡接到衛立煌的命令後，組織了兩路部隊，依靠左翼和右翼友軍的掩護，準備向南懷化進行反攻。他與參謀長在行動之前，再一次檢查了全部部署，再確認無誤後，稍微的鬆了一口氣。就在這時參謀進來報告，說是獨立5旅遭到日軍的猛烈進攻，現在鄭挺珍旅長要求增援。郝夢齡拿起桌上的電話，要通了獨立5旅，他急切的說道：“是獨立5旅嗎？你們那邊的情況如何了？”獨立5旅的參謀回答道：“報告軍長，我們旅長陣亡了，現在全旅在參謀長的帶領下，正在與日軍進行着苦戰。”郝夢齡放下電話，對身邊的參謀長說道：“參謀長，你趕緊帶領54師擋住鬼子的進攻，我去獨立5旅那邊去看看，組織他們想辦法奪回南懷化。”參謀長趕緊勸阻道：“軍長，還是你去54師吧，我去獨立5旅那邊。”郝夢齡不聽勸阻，執意要去獨立5旅那邊。
中午時分，郝夢齡帶者衛士趕到了獨立5旅的旅部。他大聲的對獨立5旅的官兵們說道：“弟兄們，只要我們還沒戰死，抗日的責任就不算完。我出發前已經給家裡寫了遺囑，不打敗日本鬼子就決不生還。現在我和你們一起堅守陣地，決不後退。我若先退，你們無論是誰，都可以槍斃我！”官兵們聽了軍長的慷慨激昂的講話，士氣大振，他們振臂高呼道：“中華民族必勝，中華民國必勝！”郝夢齡向四周揮了揮手，示意大家安靜，聽他繼續講話。等士兵們安靜下來以後，郝夢齡說道：“弟兄們，你們已經看到了，你們的旅長已經爲國捐軀了。現在由我來代行他的職務，我們的目標是重新奪回南懷化陣地。有誰膽敢後退一步，我的匣槍是絕不會答應的。”郝夢齡摘下頭上的軍帽，戴上了一頂鋼盔，然後對身邊的衛士說道：“把你的衝鋒槍給我！”這時，獨立5旅的參謀長上前說道：“軍長，您可不能帶隊衝鋒啊，您在這裡指揮戰鬥，我親自帶弟兄們去，奪不回南懷化陣地，我提着自己的腦袋來見您。”郝夢齡強行拿過衛士的衝鋒槍，對着一衆軍官們說道：“將有必死之決心，士無貪生怕死之念！”說完就拎着衝鋒槍走出了旅部，他大聲的喊道：“弟兄們，跟着我衝啊。”
郝夢齡身先士卒，帶着敢死隊向日軍衝了過去。南懷化陣地上的日軍看見了一箇中國將軍帶隊衝鋒，就立刻掉轉槍口，把密集的彈雨打向了他們。敢死隊的將士們把他們的軍長緊緊的圍在了中央，用自己的身體替他們的軍長，抵擋着敵人的子彈。郝夢齡在人羣中喊道：“弟兄們，小鬼子撐不住了，大家趕緊往上衝啊！”敢死隊的士兵們發出了最後的怒吼，悍不畏死的前進着，前面的弟兄倒下了，後面的弟兄們就踏着他們的血跡繼續衝鋒，他們的心裡只有一個信念，那就是奪回南懷化陣地，把日本鬼子趕下去。面對中國軍隊的決死衝鋒，日軍指揮官急忙拿起電話要求炮火支援，他要用猛烈的炮火來阻擋中國軍隊的決死衝鋒。
一陣猛烈的炮火襲來，炮彈爆炸後的煙塵淹沒了中國軍人的身影。但煙塵和血霧散去之後，郝夢齡軍長和敢死隊的弟兄們，已經永遠的倒在了衝鋒的路上。在郝夢齡軍長的衣袋裡，尚有一封未來得及發出的信，他在信中寫道：“餘受命北上抗敵，國既付以重任，視我實不薄，故餘亦決不惜此身，以求民族生存。此次抗戰，誓當以沙場爲歸宿。”
獨立5旅的士兵們拼了命，把郝夢齡軍長的遺體，從日軍的槍口下搶了回來。衛立煌收到郝夢齡陣亡的消息，他立刻就懷着萬分悲痛的心情，把這個不幸的消息通報給了國民政府軍事委員會。衛立煌用柏木棺材把郝夢齡軍長裝殮起來之後，送到了太原。閻錫山在太原爲郝夢齡軍長舉行了公祭，然後按照國民政府的命令，將郝夢齡的遺體運往武漢。在武漢舉行了浩大的追悼大會，全市下半旗致哀，武漢行營主任何成浚代表國民政府主祭，獻花圈，讀祭文，以國葬儀式將郝夢齡的靈柩葬於武昌洪山卓刀泉。隨後，國民政府下令褒揚郝夢齡將軍，褒揚令上說道：“陸軍第9軍軍長郝夢齡，失忠革命，夙著勳勤。數次奉命抗戰，於南懷化之役，率部鏖戰，歷五晝夜，猶復身先士卒，奮勇無前，竟以身殉，眷懷壯烈，應予特令褒揚。郝夢齡追授陸軍上將銜，並交行政院從優撫卹，生平事蹟存備宣傳史館，以彰功勳，而重永久。”
忻口會戰殺得昏天暗地，由以南懷化的戰鬥最爲激烈。郝夢齡遺留下來的中央兵團總指揮職務，由陳長捷接任，陳長捷打得異常的堅決，在南懷化陣地上，中日兩軍展開了激烈的拉鋸戰。中國軍隊頑強奮戰，寸土不讓。閻錫山這次也是鐵了心要與日軍決意死戰，他把太原兵工廠的全部庫存彈藥，通通的拉倒了忻口前線，這些彈藥起到了極大的作用，日軍的無數次進攻，都被中國軍隊打退了。當地的百姓也自發的組織起來，組成擔架隊，組成勞工隊，幫助軍隊擡傷員，挖戰壕，和士兵們一起在戰火中戰鬥着。當陣地上的彈藥用盡時，各村的百姓紛紛把家藏的大刀、長矛等冷兵器送給戰士們，和敵人展開肉搏戰。在晉北的戰場上演出了一幕，前所未有的全民抗戰的壯烈場面。
公產黨領導的八路軍和敵後的抗日武裝，在朱德將軍的指揮下，爲了配合忻口會戰，在敵後廣泛的展開游擊戰。八路軍115師在取得平型關大捷之後，又接連攻克雁北、冀西的靈邱、淶源等地，截斷了日軍的後方補給線。八路軍120師在晉北、晉西北進行了大規模的進攻，幾度佔領雁門關，截斷了大同、雁門關一帶的交通。八路軍129師進軍代縣，在日軍陣地的後方進行襲擾，有力的支援了忻口戰場。
忻口的戰鬥還在繼續進行着，中國軍隊上下一心，不怕犧牲，但是，在日軍優勢的裝備面前，中國軍隊明顯處於劣勢。中國軍隊沒有空軍，防空武器又少得可憐，日軍的飛機大搖大擺的在中國軍隊的陣地上俯衝掃射、投彈，給中國軍隊帶來了重大的傷亡。衛立煌向八路軍總部求援，希望八路軍派出兵力，摧毀日軍建在戰線後方的野戰機場。
八路軍129師陳錫聯部，奉命潛入敵後尋找日軍的野戰機場。24歲的陳錫聯化裝成老百姓，親自出去偵察，終於在陽明堡附近找到了日軍的野戰機場。於是，他決定夜襲日軍機場，摧毀機場內的所有敵機。第二天夜裡，陳錫聯部挑選了一支精銳部隊，趁着夜色的掩護秘密潛入了日軍機場。在陳錫聯的指揮下，將日軍機場內的24架飛機連同機場設施全部摧毀。
從此，忻口戰場上就再也見不到日軍飛機的影子了，在一段時間內解除了中國軍隊的空中威脅。衛立煌對八路軍的戰績讚不絕口。閻錫山也以第2戰區司令長官的名義，對八路軍近一時期以來的戰績給予了通令嘉獎。雖然日軍沒有了飛機的支援，但憑藉着重炮和戰車的強大火力，還是給中國軍隊帶來了重大傷亡。根據這一情況，八路軍總部再次要求所有的部隊，積極的發動伏擊戰、突襲戰，徹底的截斷日軍的後勤補給線，要讓日軍的大炮和戰車成爲戰場上的擺設。