在晋北由赵承绶节制的四个旅，阻击过程中在面对直面日军的主力部队时，都产生了不小的伤亡，再不敢在正面阻挡，纷纷运动到了日军的侧面，日军的三个师团最终行进到了忻口阵地前。
日军从1938年3月初出发，由于一路行军作战，到了1938年3月13日时才到达忻口前线。此时第四集团军早已部署到了忻口东面防线，将34军70师替换了下来，70师成为了东线的预备队。忻口前线几十万人，全军蓄势以待日军的进攻。
日军到了忻口北，刚扎下营地后，没想到就被晋绥军炮兵给了一记重锤。
第一次忻口会战后在忻口一带修建了炮兵要塞，阎锡山将自产和缴获的15门150口径火炮都布置在了这些要塞中。当初是李志坚负责将这些重炮运进要塞。
在运输过程中他玩了一些障眼法，在白天大庭广众之下将15门炮拉到火车站，在到了夜晚后，又偷偷拆解后运到了山上要塞里，并用木头仿造了这些火炮，帆布盖上之后拉回了太原。并且在炮兵要塞和太原的火炮仓库这些地方都是严禁人员进入，炮弹都是趁着夜晚偷偷运进去。所以日军得到的情报是这些重炮都在太原城内，他们没有想到这些重炮已经被布置在了忻口防线的要塞中。
晋绥军火炮比较多，日军心中都清楚，所以在扎营的时候都预先考虑到了防炮的事情，营地大多都在八公里以外，能防备绝大多数的晋绥军火炮，同时又距离前线不是太远，方便发起进攻。
虽然炮兵要塞的位置较高，居高临下的射程超过原有射程，但是晋绥军的山炮也无法超越八公里。
看到日军将营地布置在八公里外，意味着日军的绝大多数营地都在忻口炮兵要塞150毫米重炮的轰炸范围内。日军的布置情况很快反馈给阎锡山、卫立煌和中线指挥傅作义。
三人的共同意见是尽量打掉日军的炮兵，指挥和后勤，但是对于日军的营地，无法进入内部侦察，在山上用望远镜观察，最终只是发现了一处后勤营地。
在反馈给阎锡山等人后，阎锡山决定先发制人，先将这处后勤营地打掉，随后对射程内的其他日军营地自由射击，逼的日军后撤一些，将他们的锐气再打一打。
将侦察哨将地理坐标发送到要塞后，炮兵要塞中的15门重炮全部照此进行轰炸，150毫米口径的炮弹持续在这个后勤营地打掉中炸开，爆炸的火光覆盖了整个营地。
并且意外的是轰炸直接引爆了弹药仓库中的弹药，引起巨大的殉爆，之前只是知道这是一处后勤营地，没想到还有这么多的炮弹储存，日军在此处营地中的所有人都没能躲开，被炸死重伤数百人，一下子就报销了日军半个大队。
在发生炮弹殉爆后，重炮就不再轰炸这里，开始转向其他日军营地。日军在重炮射程内的其他营地也都受到了轰炸。