正当十七师出击部队加紧在井陉车站扫荡残敌,清理战场之时,忽报日军已攻占十七师雪花山阵地。原来派去坚守雪花山阵地的第一Ο二团团长张世俊不从军令,刚愎自用,疏虞阵地,致使雪花山阵地落入敌手。十七师一Ο二团连长中共党员张登第率部奋勇杀敌,视死如归,全连官兵壮烈捐躯,长眠他乡,英烈义举,可歌可泣。这时日军猛烈炮击井陉车站,败逃之敌也转而反扑,十七师出击部队有随时被日军围歼之虞,形势异常严峻。赵寿山立即调集出击部队忍痛放弃新缴获的大量军用战利品,迅速攻雪花山,经过无数次激烈战斗,收效甚微,敌人不断增兵,并用燃烧弹、毒气弹发起灭绝人性的攻击,十七师伤亡惨重,无奈撤至乏驴岭和荆蒲关。14日晨,赵寿山下令将违抗军令的一Ο二团团长张世俊就地枪决。
日军占领雪花山阵地后,为求正面突破与旧关之敌会合,继而攻取娘子关,疯狂向乏驴岭阵地发起连续冲锋,赵寿山师长审时度势,果断分兵袭击日军侧后,支援主阵地的正面作战。激战数昼夜,日寇终未能越雷池半步,对此,日本华北方面军司令部也不得不承认“井陉附近之敌顽强抵抗,战斗没进展”。19日晨,日调集伪满三十七师团两个联队在飞机和大炮的掩护下,猖狂进攻乏驴岭阵地。十七师勇士依托阵地,以逸待劳,机智灵活,有效地消灭敌人有生力量,日军再次败下阵来。10时许,敌人在20多架飞机和猛烈炮火的支援下,再次向乏驴岭阵地发起攻击。激战数小时,十七师防守乏驴岭补充团伤亡很大,翟济民团长身负重伤,弹药殆尽,但广大官兵心中沸腾着一腔大无畏的爱国主义热血,视死如归,子弹打完了,刺刀卷刃了,他们就以石击敌,用拳头打,用牙咬,毅然与敌人展开肉搏战,一阵亡战士身中6枪,双手被日寇用军刀砍去,但嘴里仍紧咬着敌人一只血淋淋的耳朵。战斗激烈而残酷,十七师勇士与装备精良的日寇顽强的抗击着,直杀得天昏地暗,血流成渠,但终因力量悬殊,日军攻破乏驴岭南侧阵地。与此同时,守备荆蒲关十七师黎子淦营也与日寇展开殊死决斗,营长黎子淦负伤,八连连长为国捐躯,九连中共党员刘惜棠排全部壮烈就义,全营仅生还10余人。这时乏驴岭北侧阵地正处于日军三面包围之中,耿景惠旅长、李维民团长率部与敌拼命苦战,黄昏时分,带领100余人突围向神灵台转移。
至此,十七师在井陉、雪花山、乏驴岭同日精锐部队浴血奋战9昼夜,为保卫太原赢得了宝贵的时间,但同时也付出了沉重的代价。经过这几次战斗,十七师旅以下指挥干部仅存旅长1人,团长2人,营以下干部不及1/3,士兵只剩下3000多人,指挥乏人,兵力锐减,战斗力削弱,难以再战。在此危难之际,赵寿山5次致电蒋介石,要求休整队伍,补充给养,蒋介石却漠然复电:“应听候阎、黄正副司令长官指示办理。”而阎锡山明知十七师阻敌任务艰巨,损失惨重,弹缺粮乏,却不但不给十七师任何补充,反欲将十七师炮兵营归他所有。赵寿山挺身而出,不计个人得失,据理力争,方才避免了第十七师被分割肢解的命运。十七师在指挥乏人,兵员锐减,没有进行任何休整的情况下,以国家民族大义为重,忍辱抗敌,再次奉命掩护其他部队后撤。
第十七师转移到娘子关正面的驴桥岭,这时日军已占领旧关阵地,正竭力扩大战果。第十七师在驴桥岭与敌激战3昼夜,有效地打退了日寇的疯狂进攻。26日晨,第十七师奉命在巨城一带扼守交通要道,与敌血战1昼夜。此时,突破旧关以南防线的日军快速向阳泉推进,第十七师左右友军均先期撤退,为防被日军包围,在多次请示上级均无明确指示的情况下,第十七师被迫向娘子关西北山区转移,继续阻击敌人,29日抵达阳泉以北的三郊村,娘子关终落敌手。
娘子关战役后,第二战区副司令长官黄绍竑致电嘉奖,表彰第十七师全体官兵作战勇敢,功彪千秋,电称:“十七师此次攻守很尽力,损失奇重,殊堪嘉奖”,并赏银3000元慰勉全师将士。十七师官兵以民族大义为重,远离故士,慷慨赴国难,喋血娘子关,甘冒枪林弹雨,几经出生入死,历尽千难万险。全师将士有数千名三秦勇士血洒疆场或光荣负伤。英雄壮举,感天地,泣鬼神。