1937年10月13日，日軍左右兩支軍隊進犯到了山西忻口正面。在這裏，中日兩軍上萬兵馬混戰在一起，此戰比較罕見，寫入了中國抗戰歷史。
日軍右翼是日本關東軍的勁旅，他們猛打猛攻，大炮轟炸，勢不可擋。結果，被中國守將衞立煌發現一破綻，他下令中國守軍隱蔽起來，等候日軍衝過來時，才迎面射擊。第一戰，日軍死傷上千人。
這時日軍統軍將領板垣也發現了中國守軍的一個秘密：只有先得南懷化，才能打開忻口大門。於是，他悄悄地從左翼抽出精鋭部隊若干，補充右翼，總攻南懷化。
而中國守衞南懷化正面主陣地的，是郝夢齡第9軍的第54師。劉家麒擔任師長，他率領官兵日夜趕修工事。這時日軍前鋒已經攻到，劉師長立即率領全師應戰，又得到兩側高崖陣地火力支援，大挫日軍，二戰再勝。
沒想到將士們正在歡慶勝利時，槍炮聲又想起。原本日軍幾十架飛機飛到了南懷化陣地上空，他們狂風暴雨般的對南懷化進行轟擊，半日未到，南懷化的山頭皆被削平，草木盡毀，滿目瘡痍，一片狼藉，第54師陣地的火力點，也在炮火中被摧毀。這一仗還未打，我軍死傷過半以。
劉家麒師長帶領殘軍迎戰，面對鋪天蓋地而來的日軍，南懷化東北高地盡失，劉家麒沒辦法，只好且戰且退。正在危急之時，軍長郝夢齡從高桂滋第17軍調出兩個團支援。衞立煌也見劉家麒守勢危急，他從李默奄第14軍調出一個師。兩支軍各有幾千人，從左右兩邊趕到，一齊殺向日軍，並且衝上南懷化主峯，救出了劉家麒。這時日軍的板垣也從後隊快速調來了援軍。
在南懷化一帶，中日兩軍各有上萬人，他們混戰在一起，激戰半日，各死傷數千人，但還是沒有停止。直到黃昏時分，雙方官兵都殺得精疲力竭了，這才各自收兵。
戰鬥結束時，日軍仍然佔據着南懷化東北高地，中國守軍仍據守着南懷化西南高地，雙方繼續隔山坡進行對峙。雖然雙方打了一個平手，但是，中日兩軍各自出動上萬兵馬混戰在一起，寫入了中國抗戰的歷史。
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