央兵团的苦战牵制了日军的相当兵力，就在第第o团对侵入阎庄和兰村之敌进行反攻之时，左翼兵团自第第第第7师等部抽调7个团兵力自南大常和永兴一线出击，攻击同蒲路要点大牛店。[173]
面对**队的主动出击，日军抽调第第第第第一军所属独立机关枪第第第5联队一部组成黑田支队实施反击。两军在同蒲路沿线捉对厮杀，喊杀声、枪炮声一时间震动云霄。不过，尽管晋军主动出击，并给日军造成重大伤亡，但日军依旧凭借着强大技术兵器和高的战术素养和单兵技巧，逐退了晋方的攻势。
就在左翼兵团实施反击的第二天，右翼兵团也抽调陈长捷第第第第第第第师计5个团的兵力出峨口包围繁峙，大有封闭日军退路、进而全歼原平、崞县一线日军的架势。同时彭毓斌部骑兵在阳明堡一线警戒、孙长胜部则在平型关一线预作警戒并阻击来援之敌。
此时繁峙城只有日军国驻屯兵团个步兵队和轻重兵及工兵部队各个队，总兵力不足5oo人。鉴于**队可能的作战意图，日军不得不暂采用拆东墙补西墙的办法，一方面急调动驻守灵丘的第混成旅团所部西进增援，一方面收罗日军各部残余机动力量，拼凑起以骑兵第o8大队大队长后藤甲子郎佐为的后藤支队，该部共辖骑兵第o8大队全部、国驻屯骑兵队全部、轻重兵第第联队个队共计8oo余人，紧急赶赴代县以西地域。
该部日军不顾自己兵力微薄，自阳明堡和代县出后，立刻向东线之晋军起主动进攻。彭毓斌部虽在上磨坊、南家寨、下门王一线预设阻击阵地，但未料日军反应如此迅，疏于警戒，结果仅仅坚持了一个小时即被日军突破。后藤支队击破彭部阻击之后，利用其机械化部队的度，快东进，六个小时后即出现在繁峙外围刘效曾第补充团侧后。刘部未料日军会突然出现，结果一战之下全军溃散，受该部拖累，刘万春第旅所部4团也被高歌猛进的日军快捣毁团指挥部，导致后藤支队得以顺利突入繁峙城。
鉴于日军的快增援以及灵丘一线日军援兵也即将抵达大营，统一指挥此次反击作战的杨澄源被迫放弃收复繁峙的作战预案，意图先解决灵丘来援之敌。然而后藤甲子郎佐并不以进入繁峙为任务完成，主动率部出城寻找晋军作战。由此导致晋军反而陷入日军两面包夹的险境。有鉴于此，杨澄源的信心生了动摇，他生怕日军后续增援部队6续抵达，为了保全实力，他遂于月日正午下令各部撤出战斗，分路撤回五台山区，辗转返回右翼兵团防区。撤退令一下，晋军各部斗志迅丧失
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