然而，令马铮没有想到的是，日军并没有向他预料的那样杀向苏木山，而是按照事先制定的作战计划，由兴和一路西进，直奔丰镇县城。
由于这些地方并没有中国军队驻守，日军一路畅通无阻！
先是敌混成第15旅团第30联队的第1大队经镇洪堡、dú • lì混成第11旅团dú • lì步兵第11联队，沿大同以北的铁路攻占了丰镇；紧接着混成第15旅团30联队的第1大队与堤不夹贵的大队由丰镇向北占领了集宁。
而酒井镐次的第1机械化旅团于9月30日占领了兴和，然后即攻向丰镇，并经过丰镇长城以北向西，于10月1日占领了凉城。
该旅团沿铁路进攻的另一部，从大同西南的尚希庄到达左云，随后占领右玉，接着通过杀虎口至长城外，与旅团先头到达的部队在凉城会合。
关东军“蒙疆兵团”，从9月5日向西进攻，至10月份，仅用了不到一个月的时间，即占领了天镇、阳高、大同、集宁各城市和大片地区，控制了平绥铁路的大部。
日军的行动，直接致使国民政府第2战区在晋北的正面全部暴露在日军的枪炮之下。
此外，晋北与内蒙的铁路、公路交通亦遭封锁，日军则可从晋北、晋东北分路攻向太原，也可以出杀虎口经和林格尔攻打归绥和包头等地。
可以说，整个山西以及绥远的门户大开，战略态势彻底的倒向了日军方面，国军陷入了被动。
在占领大同之后，东条所部的第一阶段的作战计划算是完成了，虽有波澜，但是整体上依旧算得上是战果辉煌，故之前由于接连损失而引起的大本营的不满，也因为这些胜利而被原谅了。
在接到大本营的嘉奖令的那一刻，东条真的是惊喜交加！
但就在他准备继续沿着平绥铁路向着归绥以及包头等地发动进攻的时候，突然接到了大本营的最新命令，要求他们暂停前进，在大同周围扩大占领区。
与此同时，支援由蔚县西进的第5师团向晋北和太原进攻。
为此，日军方面还特意调整了察哈尔派遣兵团的编制，决定组建第26师团！