，日军为了减少伤亡，进攻不是十分猛烈。日军前线指挥官原以为采用毒气弹，会轻易地突破防线，谁知中国军队很快装备了防毒面具。日军前线指挥官，把进攻不利的情况上报了军长川谷有介。川谷有介闻听有些郁闷，如果采用人海战术，即便突破娘子关防线，其损失也无法估量。张家口、察哈尔的严重战损，已经引起日本内阁的不满，天皇对日军大本营颇有微词。因此，日军大本营告诫日第二方面军，既要达到战略目的，又要减少战损率。
川谷有介烦躁的来回走动，突然他站住了说：“娘子关中国军队的防守兵力确实是一个军吗？”一名作战参谋说：“将军阁下，情况确凿，对面的中国军队是三十二军，下辖四个师编制共45000人。”川谷有介眼前一亮说：“我要发动蘑菇战，组成强大的攻击部队轮番进攻。白天进攻的部队晚上休息，晚上进攻的部队白天休息，我要拖垮他们。”
次日日军照样发动攻势，不紧不慢缓慢进攻。夜幕降临，日军又展开了攻势。当天午夜有多处阵地被日军突破，整整混战了一夜，谭鹏动用了预备队，总算保住了阵地。可是白天日军又发动攻势。师指挥所里，谭鹏眼睛里布满了血丝，“什么，士兵们太疲劳，我不管这些，你务必给我坚守阵地。”谭鹏气恼的放下电话。这时参谋长说：“日军这是想拖垮我们，他们采用了车轮战术。虽然日军的进攻并不犀利，但是如果这样下去，我们恐怕难以坚持，不知军座是怎么想的。”
话音刚落，军长黄光华打来电话，让谭鹏黄昏时撤下来并由第三师接防阵地。谭鹏闻听长出了一口气。黄昏时利用日军交替进攻的间隙，第三师进入表面阵地把极其疲劳的第一师换了下来。接下来几日，日军动用三个师团发动轮番进攻，第三师坚守了三天，又被迫换了下来。由于连续作战，官兵的体能大幅度的下降，再加上日军连续的用毒气弹发动进攻，阵地上的士兵伤亡开始大幅度的增加。
10月11日，娘子关防守作战进行到第12天，军长黄光华向战区司令部请示，部队已经十分疲劳，要求放弃娘子关防线。战区指挥部内，彭德怀说：“穆司令，是该放弃娘子关防线了，他们比我们预计的要好。”穆亚平说：“我同意黄军长的请求，今天天黑以后，撤出娘子关阵地，下一步在阳泉实施阻击作战。”
当天晚上，军长黄光华命令所有的炮兵部队向日军开火，命令第一师。第三师直接撤到阳泉做短暂休整，命令第二师、第四师阻击日军，延缓日军的进攻。当天晚上，部队沿着铁路线向阳泉撤退。午夜时分日军占领了娘子关，意外的是日军并没有实施追击作战。中国军队在娘子关一线顽强的防守12天，忽然之间放弃了娘子关阵地，面对如此局面，川谷有介有些『迷』『惑』，他怕是中国军队设的圈套，因此命令前线部队停止进攻。
次日，日军才发现是中国军队主动地放弃了娘子关阵地，因此日军开始追击作战，结果遭到节节阻击。由于日军前线部队
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