陈、郭两军歼敌1000余人，两军伤亡多达5000人以上。虽然团城口、鹞子涧等重要阵地没有夺回，但敌人已呈疲惫状态，敌我双方胶着对峙，平型关防线基本稳固。

这时，茹越口却出了问题。日军察哈尔兵团为了策应坂垣师团的行动，派出第15、第2独立混成旅团经应县向茹越口、繁峙发动攻击。二战区只有梁鉴堂203旅布防于隘口前方，后方纵深没有一兵一卒。

27日一整天，日军多次进攻，守军203旅427团坚决抵抗，日军未能前进一步。28日，日军步兵3000余人及骑兵一部，在飞机、大炮的掩护下，发动更猛烈的攻击，阵地终被突破。旅长梁鉴堂亲自到前沿组织反攻，被敌机枪击中，当场牺牲。预备队冲下山去与敌展开肉搏，但敌我力量悬殊，全营官兵大部阵亡。

茹越口失守，敌先后攻占铁角岭、五斗山。29日晚，敌攻占繁峙城。

九月底，日军从代县、繁峙向大营进攻，策应灵丘之敌占领平型关。

10月13日至17日，三四四旅徐旅长亲率六八七团，在平型关至灵丘之间破坏公路，袭击沿线日军，使日军受到严重打击。恐慌万状，被迫于10月16日放弃平型关向大营繁峙逃窜，关外之敌也仓皇向灵丘撤退。