當日軍突破第二戰區部隊內長城防線、決定向太原進攻時，在平漢路北段作戰的第一戰區部隊，正向石家莊地區撤退。蔣介石為確保山西戰略要地，調第14集團軍入晉作戰。新任第一戰區司令長官程潛，即以第26路軍和第20集團軍沿滹沱河兩岸布防。10月6日，蔣介石又調第26路軍入晉作戰。程潛即以第20集團軍和第14軍團沿滹沱河兩岸布防。
在平漢路北段作戰的日軍第1軍攻占保定後，決定繼續向石家莊進攻。9月28日，第1軍司令官香月清司命令：第1軍各部於10月1日起開始向石家莊攻擊，3日到達曲陽、定縣一線。這時得到石家莊附近發生霍亂病情報，日軍停留數日，從6日開始，第14、第6、第20師團沿平漢路及其右側展開，向石家莊進攻。7日，第14師團進至正定西北，第6師團進至正定東北。
8日，日軍向正定發起攻擊，守軍第32軍英勇抵抗。在日軍猛烈炮火轟擊下，縣城東、西、北三麵城牆數處被毀。隨後，日軍在煙幕彈掩護下突入城內，與守軍第32軍第141師展開巷戰。這時城內、城外都在激戰。旅長唐永良、林作楨受重傷，團長王成桂、營長張任夫英勇犧牲。同日18時，各部隊先後撤出正定，向鐵橋附近集結，正定陷落；正定以西的靈壽也失陷。9日晨，第141師師長宋肯唐率餘部向正定城日軍發起反擊，未能奏效，撤至高遷村一帶整頓。
在津浦路北段作戰的日軍第2軍攻占滄縣後，遵照“華北方麵軍”命令，將第16、第109師團轉用於平漢路方麵，策應第1軍進攻石家莊。10月4日，兩師團分三路：第109師團為北路，第16師團一部為中路，一部為南路，向石家莊以南平漢路以東地區前進。10日拂曉，平漢路正麵日軍第1軍主力分左右兩翼，在炮火掩護下強渡滹沱河成功後，向守軍第139師全線發起攻擊。守軍三麵受敵，寡不敵眾，向元氏方麵轉移。中國守軍於9日夜退出石家莊，10日下午，日軍第1軍所屬部隊未經戰鬥即占領了石家莊。
日軍在華北地區發動攻勢作戰後，雖順利占領了要地保定和石家莊，但原來決定在保定附近同中**隊決戰，殲滅其主力的計劃卻未能實現。而在上海方麵作戰又陷入膠著狀態。
10月1日，日本四相會議決定新的《處理中國事變綱要》，其主要設想是，華北和華中戰局要擴大，而且著眼戰爭的曠日持久，設想通過10月攻勢的戰果，找到結束戰爭的機會，同南京政府和平解決。政府認為解決華北問題的目標是，實現日、滿、華三國共存共榮，實際上就是過去一貫主張的華北自治。
10月1日，日本大本營命令方麵軍‘以一部兵力在山西省北部作戰，占領太原’，同時又指示，‘在山西方麵作戰地區大概定為太原以北’。這是由於大本營采納了板垣師團的意見，重視了太原的戰略價值。由此，方麵軍下令板垣師團長指揮山西北部作戰，向太原進攻，第1軍向石家莊進攻，第2軍沿津浦鐵路進攻。這就是華北日軍當前的作戰計劃。
日軍第1軍司令官香月清司決定，以主力第14師團、第108師團、第6師團，沿平漢路兩側繼續向南進攻，令第20師團在石家莊地區守備，並令該師**少數兵力沿正太路作戰，以鉗製中**隊於娘子關一線，不使其轉用於太原以北地區。待日軍在平漢路向南攻擊到一定程度，再將主力轉用於正太路，以便協同板垣第5師團會攻太原。
日軍占領石家莊後繼續南進，13日占元氏，14日占內丘，15日占邢台，17日占邯鄲，18日到達漳河一線。“華北方麵軍”令第1軍在邢台以北地區集結，準備向安陽進攻。此時忻口地區的第5師團正陷入苦戰困境，“華北方麵軍”即調第1軍主力一部沿正太線，迅速進入山西榆次地區，協同第5師團會攻太原。
日軍第2軍於10月10日，向守軍第53軍及騎兵第3軍陣地攻擊；當晚第53軍及騎兵第3軍南撤。日軍繼續南進，於12日進占寧普，16日進占南和。爾後，第109師團集結在邢台東北地區，第16師團集結在寧普地區，為爾後向安陽進攻作準備。
這樣，中國第一戰區部隊與日軍僅進行了零星戰鬥，便放棄了石家莊南北廣大地區，撤向冀南和豫北；而日軍從容地集結休整，並無後顧之憂地派主力一部沿正太路向娘子關進攻，協同在晉北作戰的日軍會攻太原。
在平漢路北段作戰的日軍第1軍攻占保定後，決定繼續向石家莊進攻。9月28日，第1軍司令官香月清司命令：第1軍各部於10月1日起開始向石家莊攻擊，3日到達曲陽、定縣一線。這時得到石家莊附近發生霍亂病情報，日軍停留數日，從6日開始，第14、第6、第20師團沿平漢路及其右側展開，向石家莊進攻。7日，第14師團進至正定西北，第6師團進至正定東北。
8日，日軍向正定發起攻擊，守軍第32軍英勇抵抗。在日軍猛烈炮火轟擊下，縣城東、西、北三麵城牆數處被毀。隨後，日軍在煙幕彈掩護下突入城內，與守軍第32軍第141師展開巷戰。這時城內、城外都在激戰。旅長唐永良、林作楨受重傷，團長王成桂、營長張任夫英勇犧牲。同日18時，各部隊先後撤出正定，向鐵橋附近集結，正定陷落；正定以西的靈壽也失陷。9日晨，第141師師長宋肯唐率餘部向正定城日軍發起反擊，未能奏效，撤至高遷村一帶整頓。
在津浦路北段作戰的日軍第2軍攻占滄縣後，遵照“華北方麵軍”命令，將第16、第109師團轉用於平漢路方麵，策應第1軍進攻石家莊。10月4日，兩師團分三路：第109師團為北路，第16師團一部為中路，一部為南路，向石家莊以南平漢路以東地區前進。10日拂曉，平漢路正麵日軍第1軍主力分左右兩翼，在炮火掩護下強渡滹沱河成功後，向守軍第139師全線發起攻擊。守軍三麵受敵，寡不敵眾，向元氏方麵轉移。中國守軍於9日夜退出石家莊，10日下午，日軍第1軍所屬部隊未經戰鬥即占領了石家莊。
日軍在華北地區發動攻勢作戰後，雖順利占領了要地保定和石家莊，但原來決定在保定附近同中**隊決戰，殲滅其主力的計劃卻未能實現。而在上海方麵作戰又陷入膠著狀態。
10月1日，日本四相會議決定新的《處理中國事變綱要》，其主要設想是，華北和華中戰局要擴大，而且著眼戰爭的曠日持久，設想通過10月攻勢的戰果，找到結束戰爭的機會，同南京政府和平解決。政府認為解決華北問題的目標是，實現日、滿、華三國共存共榮，實際上就是過去一貫主張的華北自治。
10月1日，日本大本營命令方麵軍‘以一部兵力在山西省北部作戰，占領太原’，同時又指示，‘在山西方麵作戰地區大概定為太原以北’。這是由於大本營采納了板垣師團的意見，重視了太原的戰略價值。由此，方麵軍下令板垣師團長指揮山西北部作戰，向太原進攻，第1軍向石家莊進攻，第2軍沿津浦鐵路進攻。這就是華北日軍當前的作戰計劃。
日軍第1軍司令官香月清司決定，以主力第14師團、第108師團、第6師團，沿平漢路兩側繼續向南進攻，令第20師團在石家莊地區守備，並令該師**少數兵力沿正太路作戰，以鉗製中**隊於娘子關一線，不使其轉用於太原以北地區。待日軍在平漢路向南攻擊到一定程度，再將主力轉用於正太路，以便協同板垣第5師團會攻太原。
日軍占領石家莊後繼續南進，13日占元氏，14日占內丘，15日占邢台，17日占邯鄲，18日到達漳河一線。“華北方麵軍”令第1軍在邢台以北地區集結，準備向安陽進攻。此時忻口地區的第5師團正陷入苦戰困境，“華北方麵軍”即調第1軍主力一部沿正太線，迅速進入山西榆次地區，協同第5師團會攻太原。
日軍第2軍於10月10日，向守軍第53軍及騎兵第3軍陣地攻擊；當晚第53軍及騎兵第3軍南撤。日軍繼續南進，於12日進占寧普，16日進占南和。爾後，第109師團集結在邢台東北地區，第16師團集結在寧普地區，為爾後向安陽進攻作準備。
這樣，中國第一戰區部隊與日軍僅進行了零星戰鬥，便放棄了石家莊南北廣大地區，撤向冀南和豫北；而日軍從容地集結休整，並無後顧之憂地派主力一部沿正太路向娘子關進攻，協同在晉北作戰的日軍會攻太原。