長沙臨時大學和中央研究院幾個研究所，於聖經學院陸續安頓下來，淪陷區大批機關單位人員、知識分子、工人、商人、難民、乞丐、流氓、無產者等等各色人物，潮水一樣紛紛向長沙湧來，整座城市已呈人滿為患、混亂不堪之勢。而每一股難民潮的湧入，都標誌著前線戰場國軍不斷潰退以及大片國土的連連喪失。
1937年9月20日，華北重鎮保定失守！
10月10日，石家莊城破，日軍開始向黃河沿線急速推進，整個北中國陷入空前危急！10月11日夜，在南京的傅斯年給遠在美國的胡適書寫fidential［密］信，對國內政治、軍事情形作了如下披露：
1、國內抗戰之意識有增無減，老百姓苦極而無怨言。上海前敵兵士，真是再好也不能了。這次最可佩的是革命軍將士，最無聊的是南京官僚。太子（南按：指孫科）有排德、意以便取信於蘇聯之說，為General（南按：指蔣介石）大教訓一下，以後他們也消聲了。王陸一因在dugout（南按：防空洞）玩女人，被免職。外部之吳司長亦以逃走免職，這是差強人意的。
2、兩廣對出兵助戰之賣力氣，可算一百分。廣西軍大批北上，全省總動員，廣東軍在上海戰死、傷數萬人，看來歷年的「人事問題」算一掃而空了。閻、韓亦皆好，如理想，閻尤奮勇（南按：指山西省主席閻錫山、時兼任第二戰區司令長官），韓至最近亦奮起（南按：指山東省主席韓復榘，時兼任第五戰區第三集團軍總司令）。只是那些雜牌軍如東北軍、二十九軍，太不好生打了。
3、上海方面，今日之戰線大致與先生走時差不多。上月十七八左右曾有一度危險，General親自出馬，轉危為安，並且攻下一段。北四川路一段，北站、江灣仍在我們手中，浦東只是大炮比武，敵未能登岸。此一線中，我們是以血肉抵抗飛機、大炮，不消說死傷之多，數目聽到嚇死人。但千古未有之勇敢，完全表現。這是抗日訓練之大成功。4、……5、津浦路槽透了。二十九軍聞聲即跑，不戰失靜海，聞汽船而失馬廠，敵以數千人長驅直入，我們十七師不知何在，馮指揮不動。幸廣西軍大批已開上，韓亦上前了（以前謠言甚多，大前日方明白，昨日韓下手令教全省公務員至死抵抗，韓亦以精兵上前）。目下此一路將由李宗仁及韓指揮決守黃河北岸，李大致三、四日內可至前方。人云李、韓交情不錯。此線現戰於平原。
6、平漢路也弄到一塌糊塗。劉峙已革職查辦，目下調馮指揮。此線現在石家莊打著。7、晉綏局面皆坏於劉汝明二十九軍也。劉乃一準漢奸，最初拒絕湯恩伯入察，後 來湯守南口，彼在後方潰退，以致中央軍大吃虧。劉退之前，傅作義來援，到張垣則滿地紅旗，皆漢奸之信號也。傅乃退，轉為劉軍繳械。劉軍沿路繳傅、湯諸軍之械，直潰到山西。李服膺又不行，於是大同不守。但後來老閻大拚命，打了幾個大勝仗。倭寇乃括滿蒙偽軍共約十八萬來犯，沿長城各口皆攻，遂失茹越口，而賊直入矣。但中央軍八師日內已趕上，老閻賣氣力，八路軍（共）在後面作游擊戰。大約山西可以支持一下子。可惜劉、李二賊，否則燕山天險，豈易於此哉？
人云傅斯年是文人秀才中少數幾個懂軍事的人才之一，此言大體不差，從他對全國繁亂複雜的軍事形勢和各軍將士心態的了解分析可見一斑。
1937年8月1日，蔣介石令派綏遠主席傅作義為閻錫山屬轄的第二戰區第七集團軍總司令，湯恩伯為前敵總指揮，從綏遠和山西向張家口增援。同時，軍事委員會設立保定行營，任命徐永昌為主任，林蔚為參謀長，督尋河北省區戰事。8月6日，蔣介石同意將二十九軍擴編為第一集團軍，任命宋哲元為第一集團軍總司令；劉峙為第二集團軍總司令，分別負責指揮津浦路和平漢鐵路北段與敵作戰。傅斯年在信中所說的「准漢奸」劉汝明，當時被編人第二戰區司令長官閻錫山手下，出任第七集團軍副總司令（傅作義為總司令）兼一四三師師長，另兼察哈爾省主席，直接指揮的部隊為兩個師一個保安旅與敵作戰（第一集團軍其他部隊在河間、大名一帶阻敵），由於劉汝明軍閥割據心態甚重，一心想保存實力，與閻錫山、傅作義、湯恩伯等將領合作並不融洽，遂致綏察晉一線戰事一塌糊塗，最終導致張家口、南口等戰略要地相繼失陷。
就華北情形論，按照國民黨軍事委員會部署，先行鞏衛南口，使戰局形勢趨於穩定，而後立刻發動對張北、商都的進攻，尤其著重於張北的爭奪。但劉汝明對於張北漢奸的逆襲，竟延遲一日始行動，而且當他進至張北城邊時，又復誤信偽軍首領李守信之請求，請其緩兵一日，即可反正云云。就在劉汝明猶豫不決之時，日軍紛紛調兵援守張北，並以李守信為前鋒，向劉部反襲，張北前線形勢陷入混亂，直至導致張家口與南口兩處軍事重鎮相繼失陷。
山西省轄境天鎮、陽高在張家口以西，大同以東，它不但是山西的門戶，同時還屏蔽著綏遠的東南。而它的西南是柴溝堡，從這一帶直至大同，由晉軍六十一軍軍長李服膺率部把守。當南口危急時，晉軍總首領閻錫山接到急電，曾下令李服膺率部由柴溝堡出援南口，可是李氏不但抗令不救，反被日軍從柴溝堡一炮所嚇，退走天鎮、陽高。
日軍佔領南口與張家口兩鎮和交通咽喉，察哈爾全省很快被其控制。於是，日軍復以張家口為根據地而進攻大同與張家口之間的軍事要塞天鎮、陽高，叩山西之門戶，以取大同。在這關乎民族存亡的緊急關頭，李服膺依然消極抵抗，致使天鎮於9月8日失陷。第二天，豐鎮告急，孤山與興和相繼陷入危急。與此同時，日軍的另一路則用七輛坦克衝進李服膺司令部所在地陽高，李氏率眾參謀人員出逃，陽高隨之淪陷。13日，大同陷於敵手，晉省門戶洞開，敵軍大隊人馬分兩路向內地撲來，進太行，叩雁門關。時分兵駐守陽高、蔚縣、廣靈、靈邱、淶源等平漢與平綏路間唯一可連接地帶的劉汝明部，見日寇氣勢洶洶，紛紛潰退，致使局勢江河潰堤，不可收拾。雖有中共指揮的八路軍林彪一一五師在平型關對日軍予以嚴重打擊，但仍未能阻止敵人南下的步伐，具有「天險」之稱的雁門關於9月27日棄守。當此之時，能給予中國以槍彈支援的列強只有蘇聯一家，而由蘇聯運往中國的線路有二：一條是經外蒙古、內蒙古、山西大同至內地；一條經新疆、甘肅、陝西，連接隴海路。如果大同、雁門關失守，太原自是難保，中蘇槍械運輸線即被掐斷，這對交戰正酣的上海戰事乃至以後整個中國的持續抗戰，無疑是致命打擊。對此，蔣介石聞訊極為震痛，其悲憤痛扼之狀從14日蔣氏日記中可以看到：「閻之罪惡甚於宋之（失）平津，其為無膽識，一至於此，實為夢想所不及也，可痛之至。對於蘇俄之運貨交通更生難矣。」
為保上述通道不被斬斷，蔣介石遂有加強上海戰事，以吸引日軍主力，保住中俄運輸線的作戰計畫。
蹲守在山西老巢的閻錫山同樣深知大同與雁門關失陷對三晉和中國全局抗戰影響之巨，盛怒之下命人將敗軍之將李服膺押解至太原，來了個揮淚斬馬謖，以振軍紀。10月3日晚，李服膺在太原被槍決。未久，蔣介石下令對劉汝明撤職查辦。
雁門關失守，日軍隨即突破晉軍閻錫山部設在晉北的長城防線，進逼太原以北的忻州要塞。為挽回頹局，閻錫山下令駐忻口晉軍嚴防死守。於是，雙方展開血戰，陣地多次反覆易手，爭奪持續20餘日。日軍消耗兵力達2萬餘人，晉軍更是傷亡慘重，第九軍軍長郝夢齡、第五十四師師長劉家麒等將領陣亡。交戰中，日軍源源不斷地增兵，並伴隨猛烈炮火步步緊逼，晉軍終於不支，敗退太原。自此，整個晉北淪入敵手，著名的風景名勝五台山等殿宇廟堂一併遭到炮火毀壞。
10月13日，石家莊徹底淪陷，日軍第一軍團沿正太鐵路線向三晉大地推進。蔣介石立即抽調第一戰區兩個軍團，由第二戰區副司令長官黃紹竑指揮，火速趕至娘子關增援晉軍。
10月29日，南京國防最高會議正式決定國民政府遷都重慶，並對外公告，向全世界展示了中國政府和軍民長期抗戰，決不屈服於倭寇的堅定信念。
11月5日，河南安陽淪陷。日軍的鐵蹄踏進了這座歷史古城，隨軍而至的日本「學者」竄到小屯殷墟遺址，開始明火執仗地大肆盜掘、劫掠地下文物，小屯四周被掘得滿目瘡痍，一片狼藉，大批地下文物被日軍劫走。
11月8日，閻錫山棄守太原，三晉大部落入敵手。
11月11日，淞滬戰場上的國民黨軍隊已苦苦支撐達3個月之久。此次戰役，中日雙方共投入兵力約103萬人，日本動用了28萬海軍陸戰隊與陸軍精銳部隊，挾4艘航空母艦、34艘大型軍艦、400餘架飛機與近400輛戰車，與約75萬中國軍隊進行了一場空前慘烈的大兵團會戰。中日雙方死傷俱重，日方陣亡達10萬人，中方陣亡約30萬。此次會戰的規模與死傷人數