抗日战争爆发前后，1936年7月11日，德奥签订秘密协定，德国基本上控制了奥地利的内政和外交；次年11月6日，意大利参加了德、日《反共产国际协定》，三国正式结成法西斯侵略集团。1938年9月29日，德、意、英、法四国在德国南部重镇慕尼黑开会，签署了《慕尼黑协定》。
1937年7月底，日军占领北平、天津后，进一步扩大对中国的侵略，准备南夺上海，北占太原。因此，在淞沪会战期间，日军又向太原发动了进攻。太原会战就是中国军队在华北为抵抗日本侵略者侵占太原而发动的一次大规模战役。
8月，为在华北展开大规模进攻，日军8个师团组成了以寺内寿一为司令官的“华北方面军”。9月13日，日军占领大同，并继续向南进发。中国第二战区司令长官阎锡山急忙命令部队严守内长城各关隘。日军占领大同后，又相继占领了蔚县、灵邱等地，向平型关进发。22日，日军向平型关发动进攻。中国守军协同作战，向日军发起了猛烈的反击，给日军以沉重打击。24日，应第二战区的要求，八路军第115师埋伏在平型关东北公路两侧高地。次日，当日军进入伏击地区时，115师突然发起强攻，将日军分割包围。经过半天的激烈战斗，歼敌1000多人，并缴获了大量军用物资。八路军平型关大捷是全面抗战以来中国军队取得的首次胜利，沉重打击了日本侵略者的嚣张气焰，鼓舞了士气。
平型关战役之后，日军又增强兵力，相继向崞县、原平发动进攻。这两处中国守军奋力抵抗，经过10多天的激战，未能阻止日军的攻击，崞县、原平被日军占领。原平失守后，忻口失去前沿重镇，处于敌军的威胁之下。面对日军对忻口的进攻，中国第二战区副司令长官卫立粕率领约13万人在忻口以北阻击日军。卫立煌将所部分为左、中、右3个兵团，在正面形成了一个严密的防御体系，与日军对峙。
日军在飞机、坦克和大炮的掩护下，于10月13日向忻口发动了大规模进攻。最，日军凭借先进的武器，冲破阵地，中国军队伤亡甚重。后中国军队拼死反击，全歼了冲入阵地的日军，夺回阵地。后日军又用猛烈的炮火展展开进攻，中国守军则通过挖掘抗道接近日军，与之展开肉搏战，迫其后退。如此反复几次，中国军队歼灭大量日军，给对方以沉重打击。结果，经过10多天的激战，中国军队在中央战场有力阻止了日军的前进，但也未能突破日军的阵地，双方处于相持状态。
10月10日，另一路从河北来的日军攻占了石家庄。接着，沿正太路西进。由于日军在忻口受阻，因此日军统帅部命令正太路日军急进，蒋介石连忙派遣约6万人增援。13日，日军进攻娘子关，中国军队奋力阻止，双方展开激战。由于娘子关地势险要，易守难攻，日军伤亡惨重，久攻不下。19日，日军一部从正面进攻，另一部却迂回到了中国守军右侧，企图从右侧背袭击中国守军。这时，刘伯已经率部抵达，狠狠打击了企图袭击中国军队的日军。然而，由于国民党指挥官没有听取刘伯承的建议，致使日军一部于26日从石门口迂回到主阵地右侧，直指平定，驻守娘子关的国民党军队怕日军断其后路，便主动撤退，娘子关很快被日军攻占。此后，日军一路西进，向太原进逼。第2战区为避免忻口中国宁军腹北援受敌，于11月1日令忻口部队撤退。11月2日夜，忻口中国守军撤离阵地。3日，忻口日军得以向南前进。7日，两路日军在太原城外会合，太原已处于日军的夹击之中。
11月8日，日军动用猛烈炮火向太原发动进攻。太原城墙很快就被炸开多处缺口，日军冲入城内。中国守军奋起反击，与日军展开了激烈的巷战，并歼灭大量入城的日军。但随着日军大量援军的到来，太原城已很难守住。傅作义见此，便下令撤退，太原遂陷落。太原会战以中国的失败而告终。
太原会战结束后，以国民党为主体的正面战争已基本结束，以共产党为主体的游击战争开始占据主要地位。