战役中期是十月中旬，中期日军已经开始大举进攻忻口、原平等地，我军各个部队都与日军展开殊死搏斗，如我军一九六旅在原平和日军奋战三天，旅长姜玉贞最后带领仅剩的200多人退守东北角，11日全部阵亡。原平被占领后，大白水、南怀化等战线又拉开，双方又开始激战。

十月中下旬战役进入后期，后期日军援军日增，空军支援也非常有力，所以我军虽然在奋力搏斗但是效果不是很大，十一月初，第二战区的司令官下令撤离忻口，忻口失守，忻口战役就此拉下帷幕。