去的援兵不是被打死打伤剩下几个逃回来。要么就是出城后，再也听不到他们的消息被城外四处寻找战机的民兵预备部队给围歼。
直到师团参谋长意识到，这样派兵支援无济于事，只会不断消耗城中的防守兵力后。青木中将终于停止这种无用的支援，并且第一次致电太原的派遣军司令部，请求总部派兵支援。另外为了防止民兵主力部队继续肆无忌惮的攻击周边的县城，请求太原附近的日军飞机支援作战。
收到大同方面发来的求援电报，日军岩松司令官不敢派遣太原方面的援军出城。担心太原城出问题。为此，命令朔州以及忻州二地的日军部队，从各地的作战系列中抽高一部队精锐之师部队前往大同支持。
而停留在太原机场的日军飞机，尽管数量不多。但还是遵照岩松这位司令官的指示，开始前往大同方面搜索民兵的主力部队实施轰炸。可是他们忘记了，民兵主力师都有一定的防空力量，加上此次还是三个主力师同时行动。其防空火力几乎达到炮兵师管辖的几个防空团。
面对这些飞机的来袭，三个师的防空营都集中在一起进行防御，面对如此强大的防空火力。来援的飞机根本不敢降低高度轰炸。最后实在没办法，来援的日军飞机也只能在高空将机仓内的炸弹倾泄一空。
这种几乎没有目标的实施轰炸，能给民兵部队造成的损失自然少的可怜。甚至准头稍不好的，还将炸弹丢进了县城中的日军防守阵地，把自己人也炸了个鸡飞狗跳。
面对忻州跟朔州方面的日军援军，三个主力师部队开始沿大同方向布置防御阵地，配合当地的民兵部队，准备阻击这些来援的日军部队。至于三十一师，则在收复完大同周边的大小县城，将大同围成了孤城后，总算在随后抵达的军分区炮兵旅配合下，发动了首轮进攻战。
对于守了半个多月，这支民兵部队总算找到自己头上，青木中将并没有战前的紧张，相反他对于三十一师发动的炮击，觉得很高兴似乎有种解脱的感觉。因为老是这样等待，确实让他觉得憋屈啊！
可惜他还是小瞧了城外攻城部队的动作，原以为炮击结束那些民兵攻城部队总会开始进攻他们的防御阵地吧！结果人家三十一师根本不急，相反在他们眼皮子底下修建了反防御工事。似乎根本不急着将他们修建准备好的防御阵地给催毁，继续摆出困守他们的样子。
就在忻州以及朔州的来援日军，开始跟分兵后的二个民兵主力师交火时，忻州跟朔州境内的抗日武装突然一改之前的低调，陆续从根