1937年8月中旬的一天，國民革命軍第38軍教導團接到上級命令，要求全團立刻開赴石家莊阻擊日軍南下。
8月底，教導團開到石家莊，在平山縣滹沱河畔王母廟至洪子店之間佈置陣地。10月10日，教導團與日軍展開白刃戰，教導團傷亡一百多人，特務第一連連長李光華陣亡，李振西腿部負傷。王母廟解圍後，教導團又奉命開往井陘固守陣地。
10月20日，第二戰區司令長官黃紹竑打來告急電話：雪花山失守，敵人一個師團由井陘逼近娘子關，先頭數百騎兵已出了關溝口，切斷了娘子關的鐵道，孫連仲、馮欽哉被包圍在娘子關車站，那裏只有兩個特務營附近沒有部隊，情勢危急，趕快由太原方面抽出些部隊乘鐵甲車開到陽泉，打通娘子關的交通線。
李振西隨即指揮全團連夜出發，從寒潭、上下盤石一帶直奔娘子關陣地。娘子關大戰前，第二戰區的部署是：第26路軍孫連仲部、第14軍團馮欽哉部作為主力在井陘附近佈防，並抽調部分兵力防守娘子關；以第17師師長趙壽山部防守娘子關正面的雪花山；前線作戰總指揮為第二戰區副司令長官黃紹竑，指揮部駐陽泉。
當時部署的重點在忻口戰場，娘子關陣地佈防兵力其次。由於日軍進展迅速，防守雪花山的第17師還未來得及佈置好陣地就被日軍攻破，雖然師長趙壽山槍斃了團長張世俊，但要隘已經丟失，勢難阻擋日軍前進。當時孫連仲、馮欽哉二人也緊急退入娘子關，每人只帶了一個特務營，其他戰鬥部隊還未來得及聯繫上，娘子關大門處於敞開狀態。孫、馮二位長官危急。
進攻娘子關的是日軍川岸師團（20師團），師團長川岸文三郎親自指揮日軍1.5萬餘人直撲娘子關而來。10月20日，日軍先頭騎兵大隊開始竄犯關溝，企圖切斷娘子關的交通，將孫連仲、馮欽哉等人包圍在娘子關車站內。第二天，日軍川岸師團第77聯隊、第78聯隊沿着公路通過舊關，進入關溝。日軍第78聯隊剛剛進入關溝口，38軍教導團對鬼子發起突然襲擊，日軍騎兵大隊第一次衝鋒被打退，死傷百餘人。
舊關在正太鐵路未通車前被稱之為娘子關，鐵路通車後把進入山西的第一個車站稱為娘子關，
10月21日上午，教導團第一營營長殷義盛帶着全營官兵擊退了竄入椒園的日軍騎兵，一路將日軍趕到關溝之內，封鎖了關溝口。李振西救下孫連仲、馮欽哉後，在一處窯洞裏見到了二人。孫連仲告訴李振西：第14軍團的兩個師到現在還沒聯繫上，30師的池峯城部已經抵達了昔陽境內，娘子關已經無兵可守，太原又抽不出兵來。娘子關一失，太原很快就受到威脅，晉北的大兵團也可能撤退不及，娘子關、太原等地堆積的大量軍用物資，搶運都來不及。現在就靠你們教導團了，你們雖是一個團，編制上比一個旅都多，武器又精良。你們能將日軍打出舊關最好，打不退就堅守三天，池峯城的援兵就到了。
李振西得令後立刻組織兵力猛攻關溝口，對被趕入溝內的鬼子發起猛攻。關溝有二十華里長，兩邊都是懸崖峭壁，幾千日本兵擠在溝內騎兵、炮兵和戰車將道路都堵塞了。儘管日擠着向後退，但由於地形限制，衝入溝內的教導團也攻不動了。李振西找來幾個老鄉一問，才知道這種地形下用錯了戰術，於是他立刻改變戰術將第一營繼續保持激戰，其餘人暫停進攻。
李振西命令全團以營為戰鬥單位，把全營的48挺輕機槍和8挺重機槍集中起來，分為4個火力突擊組，每組40人左右，配屬輕機槍12挺，重機槍兩挺，以及衝鋒槍等。機槍兵背足子彈，手槍兵儘量多帶手順彈每組為一波。輕重機槍一挺挨一挺地擺着。把溝內造成火海，步槍兵蔽在突擊組後跟進，前一個突擊組傷亡大了，就停下來補充，後一個突擊組再接上去，一波接一波地以火力襲擊。
黃昏時分，鑽進溝裏的第78聯隊及騎兵大隊、炮兵大隊、戰車大隊，被教導團第一、第二兩管殲滅殆盡，關溝裏亂七八糟地擺着幾十輛日軍自己炸燬的炮車、輻重車躺着200多匹馬，還有幾百支機槍、步槍，日軍的屍體還在燃燒着，教導團傷亡了五六百人。黃昏後，教導團完全控制了舊關，殘敵退到關外的山上。
當天傍晚，李振西爬上舊關一看，關前是一座峯巒起伏的大山，在月色朦朧中，對面山上或高或低或遠或近地閃爍着數不清的篝火。在搖曳的火光中，可以看出蠕動着的日本兵。原來他們在那裏做飯，看樣子今晚是不會離開的，激戰就在天明。回頭看看舊關，只是一個十幾公尺寬的缺口，不但沒有堅固工事，就連一條交通壕都沒有，只有零零星星的幾散兵坑的窩窩。李振西意識到，舊關的地形不利防守，不如趁夜襲擊日軍與鬼子拼一下成則可保舊關，失敗了也可以讓日軍付出極大代價。
此時，第一營在前線潛伏的斥候來報，“黃昏時，敵人來來往往的忙亂了一陣後，除半山腰裏有做飯的火光外，再沒動靜。根據火光堆堆判斷，當面之敵最多不過一兩千人。十二時左右，公路上還有幾輛戰車巡邏，十二時以後，一片沉寂，好像是都睡覺了。”李振西當機立斷，下令全團發起進攻，日軍哨兵率先被教導團便衣隊解決，睡夢中驚醒的鬼子還來不及抵抗，教導團的大刀已經砍在了他們的腦袋上，突擊營立刻衝了過去，衝鋒號音處處相應，很快就拿下舊關迎面的兩個重要山頭，兩翼出擊部隊也先後拿下了屏障舊關的所有重要山頭。打死敵人三四百名，炸燬戰車4輛，奪獲炮2門、三八式機槍、步槍200支。
拂曉前，出擊任務順利完成，基本上完成了初步防禦部界。第二戰區副司令長官黃紹竑接到報捷電話後，這才鬆了一口氣，拿出3000大洋作為獎賞。
自從馳援舊關以來，部隊一日兩夜沒有體息，連飯也只吃了加上勝利衝昏了頭腦，連工事都沒做，就在陣地上躺下了。滿以為敵人的兩個聯隊，已經被打成殘廢，沒有相當時間，不會捲土重來。於是各連的炊事兵，把行軍鍋背到各連排的陣地上燒起飯來。不意炊煙上升恰恰給敵人指明瞭守軍陣地的位置。陣地上的官兵開始吃飯，大睡特睡起來了。
曙光逐漸照亮了起伏的羣山，到處擺着陣亡官兵和敵人的屍體以及一堆堆敵人的骨灰。太陽剛一尺高，忽然一聲巨響，山崩地裂，把李振西從夢中驚醒。但見空中有敵機12架，編隊輪流轟炸與掃射，日軍一個聯隊的炮兵全部放列，連續射擊。光禿禿的山頭，毫無掩蔽，日軍的每一顆炮彈，都給教導團以重大傷亡。
川岸師團的第76聯隊，在飛機大炮掩護下，戰車前馳，一開始就是衝鋒，一波接一波地向教導團陣地衝。多虧閻錫山造的
中午時分，慘烈的肉搏戰打響，日軍第三次衝上陣地，第六和第八兩連官兵全部壯烈犧牲，陣地被日軍攻破。李振西急忙把守舊關的第一營兩個連增加上去，經過兩小時的激戰，才擊退日軍的瘋狂進攻，收復了所有的陣地，穩定了戰局。從此，敵人雖然繼續以大炮轟擊，而步兵始終再沒上來，陣地雖然仍在守軍手中，但是全團官兵卻只剩下八九百人。
為了應付第二天的戰鬥，李振西把剩下來的幾百人編為九個連，以團附李成德、第一營長營長殷義盛各指揮三個連，擔任兩翼陣地，以中校團附張希文指揮三個連擔任正面陣地。李振西帶幾個衞土、副官和秘書李唐民、中校團附徐明勳、副官主任陳純仁、書記史文徵，蹲在舊關上準備作孤注一擲。第二天天剛亮，日軍的炮彈同機槍彈一齊落到守軍的陣地上，飛機也來轟炸和掃射，自早至午沒有停止過，但是日軍步兵始終沒敢前進。太陽快落山的時候，孫連仲來電話:
第三天拂曉前，第30軍第31師池峯城部接替了教導團的陣地，孫連仲命令教導團開陽泉，歸副長官部直接指揮。薄暮時，教導團剩下來的二百多官兵從陣地上撤下來剛出關溝口，正在通過鐵道打算到對面椒園休息時，忽然由娘子關來了一個火車頭，帶着四輛車廂，飛駛而過，來不及躲避的80多個官兵，又被碾死撞傷。到此，教導團3000多官兵，只剩下100多人。
第四天，孫連仲派了一個營把陣亡的兩千多個官兵集中起來，在舊關關溝口埋了幾個大冢，李振西含着淚拜別了陣亡官兵後，才帶着僅剩的100多官兵撤到後方休息。教導團在舊關的戰鬥，自此結束。
血戰娘子關（舊關），晉綏軍王牌教導團3000多人3天之內打得僅剩100餘人，斃敵1000餘人。可見當時戰鬥之慘烈，抗戰之艱難。1970年代，晚年的李振西寫下了這段回憶，記錄了娘子關之戰的最壯烈瞬間。這些帶血的文字，至今讀來依然令人心痛、落淚。
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